裂解過程先是引發階段，聚乙烯受熱作用或催化劑上的質子的作用形成碳正離子。之后，聚合物碳鏈上的β位點不穩定，會發生斷裂形成新的碳正離子。同時，已經形成的低分子量的碳正離子的穩定性很差，為了使自身穩定下來，會奪取聚合物鏈上的一個氫，并在原位點留下一個新的碳正離子位點，引發新的裂解反應，其次為斷鏈階段，由于催化劑的作用產生的活性位點及受到熱作用形成的的C正離子會使聚合物處于不穩定狀態，碳鏈不飽和，因此就會使聚合物分子鏈斷裂，使得聚合物的分子量發生降低，生成小分子物質，如果反應時間進一步延長，最終產物的分子量進一步減小，變為液體或氣體，如果無限延長，最后結果為所有聚乙烯均重新轉化為乙烯等小分子化合物和少量積碳。最后為異構化階段，在反應過程中，產物中含有烯烴和環烷烴，這是由于C正離子的作用，碳鏈會發生重排反應，以形成烯烴的雙鍵異構以及芳環化結束。
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