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每種氯化石蠟產品都是復雜的混合物，含有許多種分子結構。除含有多種不同鏈長度、不同氯原子數的正烷烴氯化物分子及少量未反應的正烷烴分子外，原料石蠟中難免含有少量或微量異構烷烴、芳烴，在氯化過程中同樣轉化為各種氯化物分子。氯原子在不同的分子結構上的化學穩定性不同；鏈端的伯碳原子最難被氯化，但生成的氯化物最穩定；帶支鏈的叔碳原子最活潑，最易被氯化，但生成的氯化物最不穩定。
    因此，氯化石蠟的氯原子內的仲碳原子上，而且據測定氯原子分散分布在不同的碳原子上，極少有兩個氯原子共存于一個碳原子上，可能正是此種分子結構，使氯化石蠟呈現為穩定與化學惰性。但由于同時存在有少量或微量叔碳原子上不穩定氯原子，當溫度升高或有日光照射、特別有催化作用時，此類不穩定的氯原子會自行與相鄰的氫原子同時碳脫離碳鏈、釋出HCI，碳鏈上形成共軛雙鍵。HCI又能進一步促進氯化氫分子的釋出，而雙鍵的化學性活潑，能進一步誘發其他反應使產品變色、降解，這是氯化石蠟在長期貯存與加工、使用過程中會出現顏色變深，性能劣化缺點的原因。
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