Năm 1927, công ty công nghiệp hóa chất lớn nhất nước Mỹ quyết định trả 250.000 USD mỗi năm cho chi phí nghiên cứu và bắt đầu thuê các nhà nghiên cứu hóa học.
Năm 1928, công ty thành lập Viện Hóa học cơ bản và Tiến sĩ Carothers, lúc đó mới 32 tuổi, được thuê làm viện trưởng. Ông chủ yếu tham gia nghiên cứu các phản ứng trùng hợp. Lần đầu tiên ông nghiên cứu phản ứng đa ngưng tụ của các phân tử hai chức năng, thông qua quá trình ngưng tụ este hóa của diol và axit dicarboxylic, để tổng hợp các polyester chuỗi dài có trọng lượng phân tử cao. Trong vòng chưa đầy hai năm, Carothers đã đạt được tiến bộ quan trọng trong việc điều chế các polyme tuyến tính, đặc biệt là polyester. Các polyme có khối lượng lớn hơn 10.000 được gọi là Superpolyme.
Vào năm 1930, các trợ lý của Carothers đã phát hiện ra rằng loại polyester cao được tạo ra bởi phản ứng polycondensation của glycol và axit dicarboxylic, sự tan chảy của nó có thể được kéo ra giống như kẹo bông, và sợi dạng sợi này thậm chí còn có thể tiếp tục co giãn sau khi nguội và kéo dài theo chiều dài có thể đạt tới nhiều lần chiều dài ban đầu. Sau khi làm mát và kéo căng, độ bền, độ đàn hồi, độ trong suốt và độ bóng của sợi tăng lên rất nhiều.
Bản chất đặc biệt của loại polyester này khiến họ thấy trước rằng nó có thể có giá trị thương mại đáng kể và có thể kéo sợi từ polyme nóng chảy. Tuy nhiên, nghiên cứu tiếp tục chỉ ra rằng việc thu được sợi từ polyester chỉ có ý nghĩa về mặt lý thuyết. Bởi vì polyester cao tan chảy dưới 100oC, nó đặc biệt hòa tan trong các dung môi hữu cơ khác nhau, nhưng hơi ổn định trong nước nên không thích hợp cho hàng dệt may.
Carothers sau đó đã tiến hành nghiên cứu chuyên sâu về một loạt hợp chất polyester và polyamit. Sau nhiều lần so sánh, ông đã chọn được polyamit 66, chất được ông tổng hợp từ hexamethylene diamine và axit adipic lần đầu tiên vào ngày 28 tháng 2 năm 1935 (6 số đầu tiên đại diện cho số lượng nguyên tử cacbon trong diamine, và 6 số thứ hai đại diện cho số lượng diaxit của nguyên tử các bon). Polyamit này không hòa tan trong các dung môi thông thường và có nhiệt độ nóng chảy là 263oC, cao hơn nhiệt độ ủi thông thường. Sợi kéo có hình dáng và độ bóng của lụa, cấu trúc và tính chất của nó cũng gần giống với lụa tự nhiên. Khả năng chống mài mòn và độ bền của nó cao hơn bất kỳ loại sợi nào vào thời điểm đó. Xem xét các đặc tính và chi phí sản xuất của nó, nó là sự lựa chọn tốt nhất trong số các polyamit đã biết. Khi đó, bài toán về nguồn nguyên liệu công nghiệp để sản xuất polyamit 66 đã được giải quyết.
Ngày 27/10/1938, người ta chính thức công bố loại sợi tổng hợp đầu tiên trên thế giới ra đời, sợi tổng hợp polyamit 66 được đặt tên là Nylon. Nylon sau này trở thành "thuật ngữ chung cho tất cả các polyamit được tổng hợp từ than đá, không khí, nước hoặc các chất khác, có khả năng chống mài mòn và tính linh hoạt, đồng thời có cấu trúc hóa học giống như protein" trong tiếng Anh.
Sau khi công nghiệp hóa vào năm 1939, nó được đặt tên là Nylon, đây là loại sợi tổng hợp đầu tiên được công nghiệp hóa.
Sự tổng hợp nylon đã đặt nền móng cho ngành công nghiệp sợi tổng hợp và sự xuất hiện của nylon đã mang lại một diện mạo mới cho ngành dệt may. Tất nylon dệt bằng sợi này vừa trong suốt vừa bền hơn tất.
Vào ngày 24 tháng 10 năm 1939, việc rao bán công khai những chiếc tất nylon đã gây chấn động, chúng được coi là hàng hiếm và đổ xô đi mua. Nhiều phụ nữ ở phía dưới không còn cách nào khác là phải dùng bút vẽ những đường trên chân vì không mua được tất, giả làm tất. Người ta dùng câu “mỏng như tơ nhện, bền như dây thép, đẹp như tơ tơ” để ca ngợi loại sợi này. Đến tháng 5 năm 1940, vải sợi nylon đã được bán trên khắp nước Mỹ.
Từ khi Thế chiến II bùng nổ cho đến năm 1945, ngành nylon chuyển sang sản xuất dù, vải dây lốp máy bay, quân phục và các sản phẩm quân sự khác. Do đặc điểm và phạm vi sử dụng rộng rãi của nylon, nó đã phát triển rất nhanh sau Thế chiến thứ hai. Các sản phẩm khác nhau bằng nylon, từ tất, quần áo đến thảm, dây thừng, lưới đánh cá, v.v., xuất hiện với vô số cách. Nylon là một trong ba loại sợi tổng hợp chính.
Vào tháng 4 năm 1958, lô mẫu thử nghiệm caprolactam do Trung Quốc sản xuất đầu tiên cuối cùng đã được sản xuất thử nghiệm thành công tại nhà máy hóa chất Jinxi (nay là Huludao, tỉnh Liêu Ninh) ở tỉnh Liêu Ninh. Sản phẩm được gửi đến Nhà máy Sợi Bắc Kinh để thực hiện quy trình kéo sợi thành công, mở ra khúc dạo đầu cho ngành sợi tổng hợp của Trung Quốc. Bởi vì nó được sinh ra ở nhà máy hóa chất Jinxi (nay là Huludao, tỉnh Liêu Ninh), nên loại sợi tổng hợp này sau này được đặt tên là "Nylon", hay nylon. Vì nylon có mục đích sử dụng quan trọng cho quốc phòng và quân sự trong những ngày đầu thành lập Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa, lúc đó còn nghèo và da trắng, nên tầm quan trọng của sự ra đời của nylon là hiển nhiên.
Sợi nylon là nguyên liệu thô cho nhiều loại sợi nhân tạo. Nylon cứng được sử dụng trong ngành xây dựng. Khinh khí cầu làm bằng nylon có thể được làm rất lớn.