1937年，卡罗瑟斯用己二胺和乙二酸为原料，通过缩合反应，制得了聚酰胺。聚酸胺能在熔融状态下拉成细丝，在室温下，这种细丝能拉伸到原来长度的3～4倍。在拉伸以前，聚酸肢的长链分子是不规则的，但在拉伸之后，它的分子链会沿着纤维的轮平行排列，这就大大增加了聚酰胺纤维的强度和弹性。卡罗瑟斯把这种聚酰胺纤维叫做尼龙－66，其中第一个6表示已二酸中有6个碳原子，第二个6表示己二胺中也有6个碳原子。尼龙－66是世界上第一种合成纤维，是高分子化学中的一项重大发明。它的优异的性能使它很快占领了袜子行业的市场，新型的尼龙袜既薄又轻，而且很结实，比丝袜便宜得多。尼龙绳的强度也可以跟钢媲美，还可织成渔网，具有强度高、质量轻、耐海水腐蚀等优点。聚酸胶纤维的品种很多，主要有尼龙－66，聚酰胺－6，聚酰胺－1010等，由于它们的分子结构中都含有一个相同的酰胺键（－CONH－），因此，这类纤维的学名叫聚酰胺纤维。
聚酰胺纤维是世界上最先工业生产的合成纤维品种，它的产量在世界合成纤维谷品种中居首位。聚酰胺纤维的商品名称，国内叫锦纶，目前市场上通称为“尼龙”，具有强度高、耐冲击性好、弹性高、耐磨性好、比重小、耐腐蚀、不发霉、不怕虫蛀、耐酸碱、染色性良好。由于聚酰胺纤维具有优异的性能，所以应用非常广泛。维聚酰胺纤维的主要原料来自石油、煤焦油。目前市场上销量最大的聚酰胺－6，它的单体是己内酸胺。
③聚丙烯腈纤维。
聚丙烯腈纤维是合成纤维中主要品种之一，其产量仅次于聚酰胺纤维与聚酯纤维。它的商品名叫腈纶，由于它的性质极似羊毛故又称它为“人造羊毛”。
聚丙烯腈纤维具有许多优良的性能，如短纤维蓬松、卷曲、柔软，极似羊毛，而且有些指标已超过羊毛。如纤维强度比羊毛高1～2.5倍，织成衣料比羊毛耐穿；比重比羊毛轻；同时保暖性及弹性均较好。加上原料价廉，工艺过程较简单，它非常广泛地用来代替羊毛或与羊毛混纺，制毛织物、棉织物、针织物、工业用布及毯子等。聚丙烯腈的单体是丙烯腈（CH2＝CHCN），其合成方法很多，如以乙炔为原料。
特种合成纤维主要有以下几种：
①芳纶纤维。
芳纶纤维是聚对苯二甲酸对苯二胺一类的芳香族聚酚胺纤维，国外又称它为凯芙拉纤维。它是冷战时期军备竞争的产物，是美国杜邦公司在1965年发明，并在1972年投入工业化生产。
芳纶纤维由于具有重量轻（大约是钢的1/6）、强度高（为钢的6倍）、韧性好、耐疲劳、易于纺织、易机械加工和成型等许多优点。因此，是一种产量最大、用途最广的特种纤维。
航空材料飞机上使用芳纶纤维后，可以使机身的重量减轻。例如美国波音767型飞机使用芳纶纤维和碳纤维制成的复合材料机身，使机身重量减轻了1吨，燃料消耗比波音727型飞机节省30%。
制防弹器具由于芳纶纤维的高强度、韧性好，用若纶纤维织成的背心，子弹打在上面，冲击力可被吸收并分散到每根纤维上，穿在身上可抵御轻机枪子弹的射击。且由于重量轻（10层劳纶纤维织成的背心，重量仅为700多克）、柔软、穿着舒适、行动方便，因此被许多国家的军队用来制作防弹背心。
制运动器材芳纶纤维可以用来制造赛艇、冲浪板、曲棍球棒、高尔夫球棒等。利用芳纶纤维制作的帆船壳体，不但船身轻巧，而且还能抗冲击。
②光导纤维。
是一种能传输光线的玻璃纤维，多为高纯度的石英玻璃（无机高分子材料），也有有机高分子纤维。光导纤维是由几至几十微米直径的内芯和0.1～0.2mm直径的外层构成。光通过光纤时，由于内芯玻璃的折射率较高，外层部分的折射率较低，使光线不能透过二者界面，而发生全反射，沿“之”字形向前传播。那么光纤通信是怎样进行的呢？光纤通信是先把声音转换成电信号，然后把它放大，再用电信号来控制激光器发光，这样激光器就把代表声音的电信号转换成相应的光信号，通过光纤把光信号传送到接收设备那一端，接收设备将光信号再转换成电信号，再放大送到听筒，就能听到跟发送时一样的声音。
光纤通信具有许多突出的优点：
a.容量大。现在用比两根头发丝还细的光纤，就可使几十万人同时通话而互不干扰。b.成本低廉。制造光纤用的基本材料是地球上到处都有的石英，原料易得，能节约大量宝贵的有色金属铜和铝。c.抗干扰能力强。光纤通信的质量好、稳定，不怕闪电打雷、不怕窃听、不怕潮湿和化学腐蚀。由于光纤通信具有这么多突出的优点，所以各国都在大力发展光纤通信。发达国家把发展光纤通信列为一项重要技术政策，国内长途通信干线及跨国、洲际海底光缆通信系统不断建成并投入使用。据统计现在世界上铺设的通信光纤总长已达1×107多公里。我们有理由相信，随着科学技术的不断发展，光纤通信技术定会日趋完善，一定会在即将到来的信息社会中大显身手。
1993年9月，美国政府宣布“国家信息基础设施计划”，提出了建设全国性信息高速公路的宏伟设想。白宫官员预测，在以后的20年里，建设信息高速公路的费用将达4000亿美元。这种以光缆连接成的“公路网络”一旦完成，将使信息工业发生革命性的变化，使人类的生活方式发生天翻地覆的变化。到那时，人们可以在家里打开电脑，通过信息高速公路到离家成千上万里的“办公室”上班。你想购买商品不需出门，只要点一下鼠标，有关商品的规格、性能、价格等一切资料都会通过信息高速公路清楚地呈现在你的私人电脑上，当你选好商品后，通过计算机、信用卡，便可立即购买，短期内就会有人送货上门。如果你身体不适，可通过信息高速公路将你的体温、血压、脉搏等数据以及其他症状传送到医院，医生的诊断结果和开出的处方也可及时传送给你，如果遇到疑难病症，还可请多个专家进行电视会诊。如果你不想到学校上学，不想去电影院看电影，信息高速公路可把学校、电影院“搬”到你家来。
③碳纤维。
在纤维家族中，有一位不怕高温的成员，人们称它为“烈火金刚”，它就是碳纤维。碳纤维是由有机高分子聚合物（如聚丙烯腈）经碳化处理制成的无机高分子纤维。
碳纤维的最大特点是强度高、耐高温，它的强度比钢高4倍，使用温度可达1000℃多，且温度越高，强度越大，即使在2000℃以上的高温中，碳纤维仍能保持原来的状态。它的另一特点是密度低，只有钢的1/4，远比各种金属轻。它的主要缺点是耐冲击性较差，与金属复合易发生金属碳化，故需作表面处理（镀镍等）。
碳纤维和金属、陶瓷等一起制成复合材料，是制造宇宙飞船、火箭、导弹和高速飞机的优质材料。哥伦比亚号航天飞机上的火箭推进器的关键部件——喷嘴，以及先进的MX导弹的发射管，还有人造卫星支撑架等，就是用碳纤维复合材料制成的。在民用工业中，碳纤维用于汽车构架、耐腐蚀设备、鱼竿等方面。
合成纤维原料来源丰富易得，又具有许多优良的性能，如强度高、质轻、耐摩擦、高弹性模数、低吸水率、耐酸碱性、电绝缘性和保暖性好、不会霉蛀等，用途非常广泛。我国自1958年建成第一个合成纤维工厂以来，合成纤维工业从无到有，欣欣向荣。目前无论是民用或军工用的主要合成纤维品种，已经赶上和超过了世界先进水平。
4．功能高分子
随着高分子科学的发展，除了继续发展三大合成材料（塑料、合成橡胶、合成纤维）之外，还非常重视对具有特殊功能的高分子化合物的研究，这些特定的功能包括化学活性、光敏性、导电性、催化活性、生物相容性、药理性能、选择分离性能，而这一类高分子化合物就被称为功能高分子，它们是在主链或支链上具有显示某种功能的基团。例如：
（1）感光高分子材料
感光高分子材料能在光的作用下，迅速发生光化学反应，从而引起了物理或化学性质变化，成为制作印刷电路、彩色电视荧光屏、大规模集成电路等不可缺少的材料。
（2）高分子催化剂
高分子催化剂是将具有催化活性的基团（如酶）连接在高分子化合物上，使它具有催化作用。这种催化剂具有很好的稳定性，催化选择性高，催化活性大，反应速度快，产率高且易于回收再次利用，在化工生产中得到广泛应用。
（3）隐身高分子材料
隐身高分子材料实际上是一种吸波材料，能吸收雷达波而避开雷达的追踪。如首次在海湾战争中B－2型隐形轰炸机的机身表面大部分由吸波材料的蜂窝夹层结构制成，为减少雷达波散射截面，机翼的前后沿由一连串拇指大小的六角形小室构成，每个小室内填充吸波材料，材料密度从外向内递增，它们用多层吸波材料覆盖，入射的雷达波先投射在机翼的表面上，然后被多层吸波材料吸收，剩余的雷达波进入六角形小室，继续被吸收，几乎可完全消除来自机翼前后雷达的反射，达到“隐身”的目的。
（4）医用高分子材料
高分子材料用在医疗器械上克服了玻璃器械价格贵、性脆易碎等弱点，得到广泛应用。如医院的一次性注射器、整套的输液装置等全部是用高分子材料制成的。在外科上，用高分子材料制造假牙、假眼、骨骼等，使人体的部分组织能用医学高分子制品代替植入。仿生膜研制成功和进步，又使制造人体脏器的研究迈到一个新的阶段。产生了能代替真皮植入人体的人造皮肤，使人造器官的种类扩张到血管、肾、肺和心脏，并逐步发展到感觉器官。有的高分子本身就显示出药理活性；有的虽然没有药理活性，但是可以作为助剂使用。如把阿斯匹林接在高分子载体上制成的缓释阿斯匹林，能持续释放药性，可以用于长期抗血栓治疗。生病后每天要服三次药的惯例也将随着这些高分子新药的诞生而随之改观。