En 1927, la empresa de la industria química más grande de Estados Unidos decidió pagar 250.000 dólares al año para gastos de investigación y comenzó a contratar investigadores químicos.
En 1928, la empresa creó el Instituto de Química Básica y el Dr. Carothers, que sólo tenía 32 años, fue contratado como director del instituto. Se dedica principalmente a la investigación de reacciones de polimerización. Primero estudió la reacción de policondensación de moléculas bifuncionales, mediante la condensación por esterificación de dioles y ácidos dicarboxílicos, para sintetizar poliésteres de cadena larga y alto peso molecular. En menos de dos años, Carothers ha logrado importantes avances en la preparación de polímeros lineales, especialmente poliéster. Los polímeros con una masa superior a 10.000 se denominan superpolímeros.
En 1930, los asistentes de Carothers descubrieron que el alto contenido de poliéster producido por la reacción de policondensación del glicol y el ácido dicarboxílico, su masa fundida se puede estirar como algodón de azúcar, y este filamento fibroso es uniforme. Puede continuar estirándose después del enfriamiento, y la longitud estirada puede alcanzar varias veces la longitud original. Después de enfriar y estirar, la resistencia, elasticidad, transparencia y brillo de la fibra aumentan considerablemente.
La peculiar naturaleza de este poliéster les hizo prever que podría tener un importante valor comercial y que es posible hilar fibras a partir de polímeros fundidos. Sin embargo, investigaciones continuas han demostrado que la obtención de fibras a partir de poliéster sólo tiene importancia teórica. Debido a que el alto contenido de poliéster se funde por debajo de los 100 ℃, es especialmente soluble en varios disolventes orgánicos, pero es ligeramente estable en agua, por lo que no es adecuado para textiles.
Luego, Carothers llevó a cabo una investigación en profundidad sobre una serie de compuestos de poliéster y poliamida. Después de muchas comparaciones, seleccionó la poliamida 66, que sintetizó a partir de hexametilendiamina y ácido adípico por primera vez el 28 de febrero de 1935 (los primeros 6 representan el número de átomos de carbono en la diamina, y los segundos 6 representan el diácido Número de Átomos de carbón). Esta poliamida es insoluble en disolventes comunes y tiene un punto de fusión de 263 ℃, que es superior a la temperatura de planchado habitual. La fibra estirada tiene la apariencia y el brillo de la seda, y su estructura y propiedades también son cercanas a las de la seda natural. Su resistencia a la abrasión y resistencia mayor que cualquier tipo de fibra en ese momento. Teniendo en cuenta sus propiedades y costes de fabricación, es la mejor opción entre las poliamidas conocidas. Luego se resolvió el problema de las fuentes industriales de materias primas para la producción de poliamida 66.
El 27 de octubre de 1938 se anunció oficialmente que había nacido la primera fibra sintética del mundo y la fibra sintética de poliamida 66 recibió el nombre de Nylon. Más tarde, el nailon se convirtió en "el término general para todas las poliamidas sintetizadas a partir de carbón, aire, agua u otras sustancias, que tienen resistencia a la abrasión y flexibilidad, y tienen una estructura química similar a una proteína" en inglés.
Después de su industrialización en 1939, pasó a denominarse Nylon, siendo la primera variedad de fibra sintética industrializada.
La síntesis del nailon sentó las bases de la industria de las fibras sintéticas y la aparición del nailon dio un nuevo aspecto a los textiles. Las medias de nailon tejidas con esta fibra son transparentes y duraderas que las medias.
El 24 de octubre de 1939, la venta pública de medias de nailon causó sensación, fueron consideradas artículos raros y se apresuraron a comprarlas. Muchas mujeres de abajo no tienen más remedio que dibujar líneas en sus piernas con un bolígrafo porque no pueden comprar medias, haciéndose pasar por medias. La gente usaba las palabras "tan delgada como la seda de araña, tan fuerte como el alambre de acero y tan hermosa como la seda hilada" para elogiar esta fibra. En mayo de 1940, las telas de fibra de nailon se vendían en todo Estados Unidos.
Desde el estallido de la Segunda Guerra Mundial hasta 1945, la industria del nailon se desplazó hacia los paracaídas, tejidos de cuerdas para neumáticos de aviones, uniformes militares y otros productos militares. Debido a las características y la amplia gama de usos del nailon, éste se desarrolló muy rápidamente después de la Segunda Guerra Mundial. Diversos productos de nailon, desde medias, ropa hasta alfombras, cuerdas, redes de pesca, etc., aparecieron de innumerables formas. El nailon es una de las tres principales fibras sintéticas.
En abril de 1958, el primer lote de muestras de prueba de caprolactama fabricadas en China finalmente se produjo con éxito en una prueba de prueba en la planta química de Jinxi (ahora Huludao, provincia de Liaoning) en la provincia de Liaoning. El producto fue enviado a la Fábrica de Fibras de Beijing para un exitoso proceso de hilado, lo que abrió el preludio de la industria de fibras sintéticas de China. Debido a que nació en la planta química de Jinxi (ahora Huludao, provincia de Liaoning), esta fibra sintética recibió más tarde el nombre de "Nylon", o nailon. Dado que el nailon tuvo un importante uso militar y de defensa nacional en los primeros días de la fundación de la República Popular China, que en ese momento era pobre y blanca, la importancia del nacimiento del nailon es evidente.
La fibra de nailon es la materia prima de muchos tipos de fibras sintéticas. El nailon duro se utiliza en la industria de la construcción. Los globos aerostáticos hechos de nailon se pueden hacer muy grandes.