采用磷酸或聚磷酸作为脱水剂，在燃烧物表面形成高黏度的熔融玻璃质和致密的碳化层，从而降低了从火焰到凝聚相的热传导。聚合物表面阻燃剂经历了磷系阻燃剂、磷酸偏、磷酸和聚偏磷酸的转变，其中聚偏磷酸表现出极强的脱水性，在聚合物表合物与空气隔绝的过程中，脱出的水气吸收了大量的热，导致聚合物表面阻燃剂受热分解并释放出挥发性磷化物。经过质谱分析，发现存氢原子浓度显著降低，这表明红磷分解的PO·、HPO·自由基捕捉到高分子燃烧时生成的H·、HO·自由基，即PO·+H·=HPO。通过形成一层薄薄的玻璃状或液态保护层，有效地减少了氧气扩散和气相与固相之间的热量和质量传递，从而抑制了炭氧化过程，并降低了含磷阻燃剂在受热时的分解。阻燃机的协同阻燃效果主要取决于阻燃剂和燃烧物的结构，因此需要综合考虑不同的机理来实现。
红磷在微胶囊化过程中的阻燃机理：
聚合物中加入红磷包覆的阻燃机理在于，在燃烧过程中，磷酸衍生物形成，从而发挥热吸附体作用，有效阻碍了燃烧的进一步发展；通过截留自由基，优化热稳定性，从而提升材料的物理性能；在与氧气发生反应的过程中，形成了磷氧基，接着与聚合物发生反应，从而形成了一种交联结构，最终形成了磷氧交联的碳化层；通过化学气相沉积法制备出纳米磷氧碳复合薄膜。通过与周围环境中的氧气进行反应，产生了一种高度吸湿性的含氧磷酸盐，它能够有效地降低燃烧聚合物的表面温度，同时提高聚合物表面的湿度，并促进聚合物表面的碳化。
在聚合物燃烧过程中，加入红磷阻燃剂后，其分子先被氧化并转化为磷酸，接着磷酸进一步脱水并生成偏磷酸和聚偏磷酸，最终在聚合物表面形成一层具有防燃性的液体保护膜；另外，由于磷酸与聚合物之间存在着较强的氢键作用，因此，红磷能很好地同聚合物基体结合成一个整体而不脱落或剥离出来，从而保证聚合物的结构稳定。由于偏磷酸和聚偏磷酸的强烈脱水作用，聚合物材料的表面发生了脱水炭化反应，从而形成了一层致密的炭化层。这两层物质能使材料内部形成稳定的液固两相区，起到良好的阻隔作用。一方面，液体膜和炭化层具有隔热和阻氧的特性，另一方面，它们还能有效地抑制聚合物高温分解所产生的易燃气体的扩散，从而实现材料燃烧的抑制，达到了阻燃的目的。目前常用的几种阻燃方法都有其优缺点，其中以红磷作为主要添加剂的方法最为成熟。相较于其他添加型磷系阻燃剂，红磷所含磷元素的浓度显著提升。由于红磷在高温下生成大量含氮杂环化合物，可提高聚合物材料阻燃性能。因此，为了实现相同的阻燃等级，红磷的添加量相对于其他阻燃剂而言较少，因此使用红磷作为阻燃剂的聚合物在物理和机械性能方面表现出更佳的性能。
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