在尖端工业中起作用的是特种合成纤维，它们的产量不大，品种却不下数十种，它们具有特殊的物理、机械性能，是天然纤维和通用合成纤维无法达到的。
氟纶（聚四氟乙烯），有良好的电绝缘性，耐腐蚀性好，可耐250℃左右的高温。用于制飞机、导弹、汽车等的无油轴承，密封填料，人造血管，心脏档布，军用外衣，弯曲管，弯曲套等。
芳纶（芳香族聚酰胺），是目前有机合成纤维中强度最大、产量最高的纤维，有“合成钢丝”之称。芳纶的比强度（同样重量材料得到的强度）是钢丝的5倍，用手指粗的芳纶绳就可以吊起两辆大卡车！有的品种可以在260℃高温下连续使用上百小时。20世纪60年代芳纶进入航空和航天领域，在飞机上，芳纶被制成降落伞、机轮帘布、电绝缘和过滤结构，或作为增强纤维用于复合材料框架、舱门等；在航天飞机上，芳纶毡毯用于再返大气层时的热防护；宇航员穿的宇航服中有氟纶防火保暖层和芳纶防辐射及防流星层。美国1980年在航空和航天结构上使用了45万公斤的芳纶纤维。
芳纶因其坚韧耐磨、刚柔兼备的特点，现在又作为最有希望的防弹材料被发展起来。过去的防弹材料主要是防弹铝板和钢板，都比较笨重，使用起来不灵活。现在用芳纶编织的防弹背心重量轻、结构紧凑、层数多、防护力强，适合于警察和公安人员日常穿用。士兵在战场上感到威胁最大的是弹片和散弹，穿上一种内衬陶瓷板的芳纶避弹衣，就可以保证肺、胸、脊骨等重要部位的安全。芳纶编织层能吸收弹丸60％的能量，陶瓷板能使弹丸偏离或碰掉。由80％芳纶纤维和20％树脂制成的“钢”盔，在与真正钢盔重量大致相等的情况下，安全性提高了两倍以上。据统计，芳纶防弹衣和钢盔最少能防护人的60％～70％关键部位，使伤亡人数至少降低三分之一。
芳纶陶瓷装甲还普遍应用于坦克、装甲车和直升机，可作为主防护装甲和辅助防护装甲。这些装甲有的单独使用芳纶层压板，有的与铝板复合使用，大大轻于传统的装甲钢板。这种新型复合装甲还可用于民航机上，作为防爆的防护板。此外，芳纶增强塑料还可制造鱼雷发射管、雷达天线罩等。
在康复医学中，使用各种人造合成纤维的数量越来越大。氟纶、涤纶和碳纤维是最常用的，如氟纶人造血、尼龙中空纤维人工肾、碳纤维人工心脏瓣膜等，都具有良好的生物相容性。人工肺的主要部分是数万根空心丙纶纤维管，每根长30厘米，直径250微米，这样小的孔，连血液也不能渗透进去，但却可以让氧气和二氧化碳进行交换，保障人的正常呼吸。可见，合成纤维和人们的关系是越来越密切了。
二、合成橡胶
合成橡胶是将石油中的多种碳氢化合物分离出来，再利用化学方法聚合而得到的。合成橡胶不仅可以制造出许多结构和性能相当于天然橡胶的普通橡胶，而且还能合成许多优于天然橡胶的特种橡胶。
合成橡胶与任何一种新事物一样，都是应社会发展需求而产生的。问世至今已将近一个世纪，在20世纪20年代，人们就已经合成了丁二烯橡胶，它具有很高的弹性和耐寒性；到了30年代，合成橡胶工业开始蓬勃发展。目前，合成橡胶的数量和性能都大大超过了天然橡胶。
合成橡胶有非常显著的经济效益。例如，每生产1000吨天然橡胶需要300万株橡胶树，为此要占用500多名劳动力和数千亩土地，而且也非一年可得。而生产同等数量合成橡胶的小工厂，每年只要数十名熟练工人和一定数量的石油。
通用合成橡胶一般有丁苯、丁基、氯丁、丁腈橡胶等，它们都可以代替天然橡胶制成日常橡胶制品如轮胎、救生艇、密封件、电缆、软管、油箱。丁苯橡胶在合成橡胶中产量最高，主要用于制造汽车和飞机轮胎等；氯丁橡胶弹性和加工性好，可制造密封件和减震零件；丁腈橡胶具有耐热、耐油和耐老化的特点，可制作耐油胶管和油箱。
特种合成橡胶主要用在国防尖端工业中，它们产量不大但品种繁多，包括丁丙橡胶、异戊橡胶、聚硫橡胶、硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、丙烯酸橡胶、氯醇橡胶等。
乙丙橡胶是乙烯和丙烯单体共聚制得的橡胶。由于它的分子链基本上是饱和的，所以能耐氧和臭氧老化。乙丙橡胶还具有透气性小、耐化学介质和耐液压油性好的特点，使用温度范围为-60℃～150℃，最高可达170℃，可用于制造汽车散热管及发动机零件。在航空上乙丙橡胶常用作液压系统的密封件和软管、火箭燃料和氧化剂的密封件和容器。
聚硫橡胶是含硫原子的合成橡胶的总称。具有优良的耐油、耐老化及透气小的特性。用于飞机座舱、整体油箱、电器设备的密封，它还可以做成密封腻子，用于建筑物的防水。
氟橡胶由于分子链中有一部分被氟原子取代，形成与碳原子更紧密的结合，因而使其具有耐高温、耐各种油类及腐蚀介质的能力。例如氟—26橡胶的使用温度范围为-40℃～200℃，氟—246橡胶可在250℃高温环境中使用，氟醚橡胶可在300℃油中和液氧、液氢中使用。氟橡胶在飞机上用作耐热、耐油密封零件，在火箭上用作密封件和容器，由于它具有突出的耐热性，在原子能和化工上也有广泛的用途。
硅橡胶由于其主链中具有硅—氧链而获得高的耐热性，是一种使用温度范围最广的橡胶，为-100℃～300℃，加以具有优越的耐大气老化性和电绝缘性，广泛用于航空、造船、化工和建筑，作为密封、减震和电绝缘件。在飞机上，透明硅橡胶用作飞机座舱的多层有机玻璃的中间夹层。正在发展的硅硼橡胶和硅氮橡胶，耐热性可达500℃。
硅橡胶在人体中具有很好的生物相容性，是制造人工器官比较理想的材料，已用于人体内的有人造血管、人造瓣膜和人造心脏等；在体外应用的有人工心肺、人造肾脏、输血导管等。近年来风靡国内外的美容整形手术中，就广泛采用有机硅胶来作填料。
胶粘剂和涂料也是有机高分子化合物的重要应用领域，在许多新型机械、电工和电子产品中都离不开它们。各种胶粘剂不仅可用于木材、皮革、纺织品、塑料、玻璃、陶瓷自身和相互间的胶接，还适用于金属自身和与上述材料相互间的胶接，甚至在医学上划破的伤口、人工骨与天然骨之间也采用了胶接。
结构用胶粘剂主要有改性环氧、改性酚醛及聚酰亚胺。它们的特点是强度、韧性和耐久性良好。上世纪50年代起，在飞机上开始大面积使用胶接蜂窝夹层结构的舵面、安定面、机翼、机身壁板和直升机旋翼等。在推广先进连接工艺方面，胶铆、胶焊、胶接——螺接等复合连接方式大量代替了铆接和焊接，大大提高了疲劳强度和耐久性，减轻了结构重量。这些先进的连接工艺已推广至汽车、自行车、火车车厢和船舶制造业。
某些特殊用途的胶粘剂，如厌氧胶粘剂，在空气和氧气中不固化，一旦隔绝空气和氧气后即固化。它们被用于紧固防松、密封防漏和装配固定。压敏胶粘剂具有类似医用橡皮膏的特性，在室温下长期保持粘性，使用时只要对胶带轻微加压，即能粘附于物体表面，不用时又可撕去而不留痕迹。它们被用于电缆接头的包扎、零件临时定位和防止表面磨损，如直升机旋翼前缘贴上压敏胶带可以防止砂蚀。导电胶粘剂用于导管及导电元件的胶接，无损于电气性能。
有机高分子涂料在国防尖端工业中也获得了广泛的应用。例如，在飞机机头雷达罩、机翼前级和直升飞机旋翼上，涂有合成橡胶和氟弹性体组成的抗侵蚀涂层；在宇宙飞船和航天飞机的座舱内，涂有芳香族聚合物或有机硅—硅酸盐组成的抗辐射涂层；在人造卫星、宇宙飞船和高速飞机上，都必须有硅酸钾二氧化钴或有机硅氧化锌温控涂层。此外，还有防雨涂料、防雷击涂料、雷达吸波涂料等，都是为了满足特定目的而设计的。
三、塑料
塑料是人工合成的有机高分子材料中诞生最早的。1838年，人们就在实验室里合成了聚氯乙烯。到了20世纪40年代以后，塑料进入蓬勃发展阶段。据统计，1930年全世界塑料的年产量为10万吨，1950年达160万吨，1960年达740万吨，1970年达3000万吨、2000年达35亿吨。现在人们的日常生活中，到处可见塑料的身影。
塑料具有可塑性和可调性两大显著特点。可塑性是指采用最简单的工艺，就可以在短时间内制造出形状极复杂的塑料制品；可调性是指生产过程中，可以用改变工艺、变换配方等方法来调整塑料的各种性能，以满足不同的需要。此外，塑料还具有重量轻、不导电、不怕酸碱腐蚀、不传热的优点，可做成透明、不透明或各种颜色的制品。
现在的塑料有三四十大类，300多个品种。从使用的角度，可将塑料分为通用塑料和工程塑料两大类。从20世纪70年代中期开始，又逐渐从工程塑料中分出高性能工程塑料。
通用塑料的产量较大，占塑料总产量的80％以上，一般包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料等。通用塑料的价格低、用途广，通常用在制造生活用品、一般零件和包装材料方面，可代替纸和木材，并部分代替金属。聚乙烯能制造容器、管材和家具；聚丙烯用来制造汽车、电视机零件和食品包装袋；聚氯乙烯可以制成各种硬质、软质的泡沫塑料、农用薄膜等。将来，一张轻巧柔软的薄膜就可以代替装淡水的大容器，使海岛和舰船上的人大受裨益；如果在汽车上装上一层气体分离膜，就可提高发动机功率，节约大量能源。