1927年美國最大的化學工業公司決定每年支付25萬美元作為研究費用，并開始聘請化學研究人員。
1928年，該公司成立了基礎化學研究所，年僅32歲的卡羅瑟斯博士受聘擔任該所的負責人。
他主要從事聚合反應方面的研究，他首先研究雙官能團分子的縮聚反應，通過二元醇和二元羧酸的酯化縮合，合成長鏈的、相對分子質量高的聚酯。
在不到兩年的時間內，卡羅瑟斯在制備線型聚合物特別是聚酯方面，取得了重要的進展，將聚合物的相對分子質量提高到10 000～25 000，他把相對分子質量高于10 000的聚合物稱為高聚物(Superpolymer)。
1930年，卡羅瑟斯的助手發現，二元醇和二元羧酸通過縮聚反應制取的高聚酯，其熔融物能像制棉花糖那樣抽出絲來，而且這種纖維狀的細絲即使冷卻后還能繼續拉伸，拉伸長度可達到原來的幾倍，經過冷卻拉伸后纖維的強度、彈性、透明度和光澤度都大大增加。
這種聚酯的奇特性質使他們預感到可能具有重大的商業價值，有可能用熔融的聚合物來紡制纖維，然而，繼續研究表明，從聚酯得到纖維只具有理論上的意義。
因為高聚酯在100 ℃以下即熔化，特別易溶于各種有機溶劑，只是在水中還稍穩定些，因此不適合用于紡織。
隨后卡羅瑟斯又對一系列的聚酯和聚酰胺類化合物進行了深入的研究。經過多方對比，選定他在1935年2月28日首次由己二胺和己二酸合成出的聚酰胺66(第一個6表示二胺中的碳原子數，第二個6表示二酸中的碳原子數)。
這種聚酰胺不溶于普通溶劑，熔點為263 ℃，高于通常使用的熨燙溫度，拉制的纖維具有絲的外觀和光澤，在結構和性質上也接近天然絲，其耐磨性和強度超過當時任何一種纖維，從其性質和制造成本綜合考慮，在已知聚酰胺中它是最佳選擇，接著，又解決了生產聚酰胺66原料的工業來源問題。
1938年10月27日正式宣布世界上第一種合成纖維誕生了，并將聚酰胺66這種合成纖維命名為尼龍(Nylon)。尼龍后來在英語中成了“從煤、空氣、水或其他物質合成的，具有耐磨性和柔韌性、類似蛋白質化學結構的所有聚酰胺的總稱”。
1939年實現工業化后定名為耐綸（Nylon），是最早實現工業化的合成纖維品種。
尼龍的合成奠定了合成纖維工業的基礎，尼龍的出現使紡織品的面貌煥然一新，用這種纖維織成的尼龍絲襪既透明又比絲襪耐穿。
1939年10目24日公開銷售尼龍絲長襪時引起轟動，被視為珍奇之物爭相搶購。很多底層女人因為買不到絲襪，只好用筆在腿上繪出紋路，冒充絲襪。人們曾用“象蛛絲一樣細，象鋼絲一樣強，象絹絲一樣美”的詞句來贊譽這種纖維，到1940年5月，尼龍纖維織品的銷售遍及美國各地。
從第二次世界大戰爆發直到1945年，尼龍工業被轉向制降落傘、飛機輪胎簾子布、軍服等軍工產品。由于尼龍的特性和廣泛的用途，第二次世界大戰后發展非常迅速，尼龍的各種產品從絲襪、衣服到地毯、繩索、漁網等，以難以計數的方式出現。尼龍是三大合成纖維之一。
1958年4月，第一批中國國產己內酰胺試驗樣品終于在遼寧省錦西（現遼寧省葫蘆島）化工廠試制成功。產品送到北京纖維廠一次抽絲成功，從此拉開了中國合成纖維工業的序幕，因為它誕生在錦西（現遼寧省葫蘆島）化工廠，所以這種合成纖維后來就被命名為“錦綸”，也就是尼龍，由于錦綸在當時一窮二白的新中國建國初期具有重要的國防軍事用途，因此錦綸誕生的意義不言而喻。
尼龍纖維是多種人造纖維的原材料，硬的尼龍被用在建筑業中，用尼龍制成的熱氣球，可以做得很大。
