号称“合成的钢丝”的芳纶（芳香族聚酰胺）在20世纪60年代就打入航空和航天领域，是目前有机合成纤维中强度最大、产量最高的纤维。比强度（同样重量材料得到的强度）是钢丝的五倍，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。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、桁条和舱门等；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。
芳纶坚韧耐磨，刚柔兼备，现在又发展成最有希望的防弹材料。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，如氟纶人造血等，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。
合成纤维的发展，只不过五、六十年的历史。1940年前，世界棉花产量为690万吨，合成纤维只有5000吨。到1963年，合成纤维产量急剧增加到130万吨，20多年增加了259倍。现在，人类的衣服原料已进入化学纤维时代。
合成橡胶
天然橡胶不仅在数量上，而且在性能上均不能满足人们的需要，只有大力发展人工合成橡胶才是出路。人们将石油中的多种碳氢化合物分离出来，利用化学方法聚合得到合成橡胶。人工合成橡胶具有一定的优越性，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。
合成橡胶问世已有半个多世纪的历史。在20世纪20年代，人们首先合成了丁二烯橡胶，它具有很高的弹性和耐寒性，到了20世纪30年代，合成橡胶工业蓬勃发展。
目前，合成橡胶的数量和性能都大大超过了天然橡胶。
采用合成橡胶的经济效益也非常显著，例如，每生产1000吨天然橡胶需要300万株橡胶树，为此要占用五百多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。
在通用合成橡胶中，最常用的有丁苯、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、软管和油箱等。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。
特种合成橡胶在国防尖端工业中起着重要作用，它们产量不大但品种繁多，包括乙丙橡胶、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、透气性小，耐化学介质和耐液压油性好，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℃的高温环境中使用，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的电绝缘性，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机、人造肾脏、输血导管等。
近年来国内外兴起的美容整形手术广泛采用有机硅胶填料，使塌鼻和扁平的乳房隆起，赋予有缺陷的女性必要的曲线美，手术安全而简便。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。20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，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。厌氧胶粘剂具有类似医用橡皮膏的特性，在室温下长期保持黏性，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。导电胶粘剂用于波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、机翼前缘和直升机旋翼上，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。
在民用方面，防水、防锈、防雷、发光涂料和油漆使用的例子就更多了。
塑料在人工合成的有机高分子材料中，塑料诞生最早，发展最快，产量最高，和人们生活的关系也最密切，因此有些学者认为：人类已处于塑料时代。
塑料的显著特点是具有可塑性和可调性。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。
1838年，人们就在实验室里合成了聚氯乙烯，1863年，合成了酚醛塑料（电工）。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。
现在的塑料有三、四十大类，三百多个品种。按其热性能可分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。顾名思义，前者的特点是遇热会软化或熔化，产生热塑料，冷却后又会变硬；而热固性塑料是在一定条件下起化学反应后，形成固化塑料，再不能软化或熔化。
更为流行和方便的是从使用的角度来划分，把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。这三大类品种的划分至今没有定论，各国在划分上也略有差异，但大体上可以采用如下分类：
通用塑料——聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料等。
工程塑料——聚酰胺、聚甲醛、ABS、聚碳酸酯、聚酯、改性聚苯醚等。
高性能工程塑料——聚芳醚、聚芳砜、聚芳酯、聚芳杂环类、聚芳酰胺、聚对二甲苯、含氟材料等。
除此之外，还有特种透明塑料和新近发展起来的功能高分子材料等。
通用塑料的产量较大，占塑料总产量的80％以上。它们共同的特点是价格低、用途广，可制成生活用品、一般零件和包装材料，以代替纸和木材，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。
工程塑料是指机械性能好，可以代替金属制造机械零件，并且能在一些特殊环境，如高温、低温、腐蚀、大载荷条件下长期工作的工程材料的一类塑料。工程塑料的出现是20世纪60年代塑料应用方面的重大突破，它既可用作电工器材，又可应用于机械工业，作钢铁和有色金属的代用品。广泛使用工程塑料的工业部门包括：机械制造、电子、化工、汽车、飞机、制造、原子能和建筑等。例如，一吨聚氯乙烯塑料可代替五吨铅或七吨半不锈钢，或六吨半黄铜；尼龙塑料可以制成有良好润滑性的轴瓦，比铜瓦耐磨；聚甲醛材料，具有很高的刚性和硬度，耐疲劳性也很好，已用来制造电机、无线电、机械、汽车、原子能、航空航天等方面的某些零件。在汽车用材中，1978年塑料仅占4％（重量），1985年已达到10％。目前，工程塑料的使用温度在300℃以下，抗拉强度低于20公斤每平方毫米，作为结构材料还不能与钢铁等金属相抗衡。
复合材料
近代科学技术的发展，对材料性能的要求越来越高，所要求的性能中甚至有些相互矛盾。例如：航空和空间技术要求强度高、重量小的材料；造船工业需要耐高压、耐腐蚀的结构材料。这使得单一材料很难同时满足需要，而且三大类材料都有它们本身的弱点。唯一可行的有效办法就是把两种或两种以上的材料按一定方法组合起来，使它们互相取长补短，相得益彰，制成兼有几种优良性能的新材料，这就叫复合材料。
其实，复合材料并不是什么新的发明创造。古代就有稻草拌泥土制成粘土坯房屋，还有混凝土，这都是早期的复合材料。仅把水泥、砂子和水混合制成水泥块，很容易断裂。如果在里面加上钢筋，水泥块的强度就会大大地提高，钢筋在混凝土中起了增强剂作用。又如，金属比较坚韧，但大多数金属不耐高温；陶瓷能耐高温，却又很脆，它们各有所长，又各有缺点。如果用粉末冶金的方法，把它们掺合在一起制成金属陶瓷，就既具有金属的高强度、高韧性，又具有陶瓷的耐高温特性。
现代复合材料是由基体材料和增强剂复合而成的。这种复合可在不同的非金属之间、金属之间以及非金属与金属之间进行。通常使用的基体材料是塑料、树脂、橡胶、金属和陶瓷，而增强剂为玻璃纤维、碳纤维、硼纤维或金属丝，有时也采用粉末和颗粒增强剂。
按照基体所用的材料不同，可将复合材料分为非金属复合材料和金属复合材料两大类。
复合材料在一定程度上克服了原有材料的缺点，如金属不耐腐蚀、有机高分子材料不耐高温、陶瓷材料脆性高等，因此在综合性能上超过了单一的材料。
非金属基复合材料
玻璃钢是人们熟悉的一种多用途的复合材料，它的学名叫玻璃纤维增强塑料，诞生于20世纪30年代。人们发现玻璃原来很脆，但拉成纤维后柔软如丝，可以像棉纱一样纺织。玻璃纤维愈细，强度愈高。玻璃网所用的增强纤维直径为5～9微米，只有头发的十几分之一，但单丝的拉伸强度高达100～300公斤每平方毫米，比天然纤维和化学纤维高5～10倍，比高强度钢高1～2倍。
在复合之前，应把玻璃纤维制成毡垫或纺织品，或根据需要切成短纤维。
目前广泛使用的玻璃钢有玻璃纤维增强尼龙、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、环氧、酚醛及有机硅树脂等品种。玻璃钢的特长是质量轻、强度高、耐腐蚀性好，同时具有良好的隔热、隔音、抗冲击和透波能力。玻璃钢最早用于航空和军事工业，现在已推广到各行各业。军事用途包括自动枪托、火炮发射管、钢盔、登陆艇、飞机机头罩、机翼、尾翼、副油箱、雷达罩等，一般比采用金属部件重量轻20%～25％。在化工和石油工业中，玻璃钢管道、泵槽节约了大量的不锈钢、铜、铝等金属，还延长了使用寿命。例如一台石油裂化冷风机采用玻璃钢叶片后，可节省50公斤不锈钢和35公斤铝合金。采用一吨玻璃钢代替棉布层压板，可节省棉布4000米。近年来许多先进体育器械也有用玻璃钢制造的，如网球拍、高尔夫球棍、滑雪板等。
