Proces toplotne razgradnje PVC-ja je zelo kompleksen in hkrati se lahko izvaja več procesov kemijske reakcije: razgradnja molekularne verige iz HCL, prekinitev oksidacijske verige in zamreženje, pa tudi majhno število aromatskih struktur in reakcija prekinitev velike molekularne verige za proizvodnjo ogljikovodikov, od katerih je staranje ali karbonizacija PVC-ja, ki jo povzroči HCL, glavna posledica toplotne razgradnje.
Glede na trenutne rezultate raziskav lahko mehanizem delovanja toplotnega stabilizatorja razdelimo v naslednje kategorije:
1) Absorbira HCI, ki nastane v procesu toplotne razgradnje smole, in zavira njeno samodejno katalitično razgradnjo. Kot so svinčena sol, organsko kislinsko kovinsko milo, organokositrne spojine, kovinski alkoli in druge anorganske ali kovinsko-organske spojine, lahko te šibke bazične soli in kovinska mila zlahka reagirajo s HCl, ki se pretvori v ustrezen kovinski klorid, da se doseže namen prekinitev ali zaviranje razgradnje polivinilklorida; Epoksidi in amini lahko tudi reagirajo z razpadlo HCL, da proizvedejo ustrezne spojine; Fosfitni estri in merkaptanske spojine lahko igrajo antioksidativno vlogo, s čimer zavirajo razgradnjo in povečujejo toplotno stabilnost.
2) Zamenjajte nestabilni atom alilklorida ali atom ogljikovega klorida strica v molekuli polivinilklorida, da odstranite vlogo mesta razgradnje. Na primer, spojine mila s kadmijem in cinkom, organokositrom, merkaptanom in antimonom se lahko vežejo na nestabilne atome klora v molekulah polivinilklorida.
3) Adicijska reakcija s poliensko strukturo, da se prepreči nastanek velikih konjugiranih sistemov in zmanjša obarvanost. Če nenasičena kislinska sol ali ester vsebuje dvojne vezi, pride do dienske adicijske reakcije s konjugiranimi dvojnimi vezmi v molekuli polivinilklorida, s čimer se uniči njena konjugirana struktura in zavira sprememba barve.