Поскольку хладагенты при генерации холода подвергаются сжатию в компрессоре и последующей конденсации до жидкого состояния перед дросселем, то наиболее существенной характеристикой хладагента является его термическая стабильность в повторяющемся процессе сжатия газа.
Для газов характерно свойство разогрева при сжатии и фреоны не являются здесь исключением. Однако разогрев может вызвать диссоциацию молекулы, после чего при понижении температуры к первичному составу вещество чаще всего не возвращается. При этом в составе первичного вещества накапливается определённое количество веществ с иными свойствами.
Характеристикой устойчивости молекулы вещества является энергия диссоциации. Но при этом следует учитывать влияние катализаторов, чаще всего металлов трубопроводов, которые могут существенно снизить температурный предел устойчивости молекулы. Энергия разрыва молекулярных связей для относительно "слабых" соединений находится ниже 300 Дж/моль. Это связи: (Cl-F), (O-Cl), (Br-Cl), (Cl-Cl), (C-Br).
Более прочными являются связи с энергией диссоциации до 400 Дж/моль. Это: (S-F), (C-Cl), (H-Br), (C-C). Есть соединения с энергией связи выше 400 Дж/моль. Это H-Cl (431), C-H (413). Связь C-F в соединениях CF4 и C3F8 имеет энергию разрыва 540 Дж/моль. Связь H-F имеет энергию разрыва связи 567 Дж/моль.
Отдельное место среди веществ занимает гексафторид серы - SF6. Несмотря на относительно невысокую энергию диссоциации 356 Дж/моль, для него характерна практически полная рекомбинация после деструкции молекулы, что сделало это вещество незаменимым в энергетических процессах, протекающих при высоких температурах.
Рассматривая фреоны с точки зрения их устойчивости в процессе длительной эксплуатации нетрудно сделать выводы о приоритетах веществ с высокими значениями энергии диссоциации. Это прежде всего углефториды - СF4, C2F6, C3F8 и C4F10. Неустойчивыми являются фреоны содержащие Br в связи с хлором и углеродом. Новые фреоны, содержащие в молекуле одновременно H-C-F имеют тенденцию замены слабой связи С-Н (413 Дж/моль) на более стабильную связь Н-F 567 (Дж/моль). При этом вещество резко меняет свои коррозионные и токсические свойства. Этот эффект присущ известному хладагенту R-22 и новым R-134а и R-125. По этой причине водородо- и фторсодержащие хладагенты не имеет смысла использовать в циклах с нагревом выше 100оС, если речь идёт о длительной эксплуатации оборудования.
С другой стороны углефториды (С3F8, CF4) и гексафторид серы (SF6) имеют реальные значения эксплуатационных температур 300оС и выше, что гарантирует их эксплуатационную стабильность и коррозионную пассивность.