Поскольку полимерные цепи образуются за счет химической связи между атомами углерода в соединениях, содержащих непременно водород, то синтез макромолекул возможен на основе простейших углеводородов. Ученых заинтересовали алкены, которые охотно соединяются друг с другом, образуя внушительный гомологический ряд. Начинается этот ряд с элементарного этилена, состоящего из двух групп CH2. За ним следует пропилен, формула которого уже гораздо сложнее: молекула включает в себя 3 углеродных атома. Бутен и трансбутен содержат по 4 атома углерода в своих молекулах, пентен — 5 углеродных атомов.

Продвигаясь по гомологическому ряду нетрудно, т. о., заметить нарастание углерода в молекулах. Это означает, что простые алкены в качестве мономеров охотно вступят в химическую реакцию с образованием макромолекул. Этот процесс синтеза химики нарекли реакцией полимеризации, но добиться ее осуществления никак не удавалось. Лишь в 1884 г. отечественный химик Г. Г. Густавсон впервые осуществил неполную полимеризацию и получил олигомер этилена. Олигомер является полимером крайне малой массы и с очень низкой степенью полимеризации.

Примитивный полимер Густавсона резко отличался от этиленового газа. То была вязкая и мутная жидкость, отдаленно напоминающая техническое масло. Затвердевать полимер не мог, но химики уже думали о том, какое замечательное вещество получат, если доведут реакцию до конца. Твердый полимер удобно применять в целях промышленного выпуска самых разнообразных изделий. Впервые синтез макромолекул на основе газовых мономеров удалось осуществить англичанам на рубеже XIX–XX столетий.

Английские ученые использовали при получении вещества высокое давление, превосходящее 1 млн Па (в 1000 раз выше атмосферного). Синтетический продукт чудесным образом отличался от исходного материала. Взамен газа в руках ученых оказалась восковидная масса, которая была сравнительно прочной, легкой и очень эластичной. Гибкий воск назвали полиэтиленом, т. е. множественным этиленом.

Трудно подсчитать, какое количество мономеров входит в состав полиэтилена, т. к. одна молекула отличается от другой. Число их чрезвычайно велико. Однако не следует думать, будто молекула не имеет конца. Конечно, при благоприятных условиях она могла бы тянуться до бесконечности. Именно в таком беспредельном виде и записываются формулы всех полимеров. Однако на самом деле каждая макромолекула имеет два окончания, где находятся какие-то атомы, служащие пограничными отметками. У полиэтилена в роли таких пограничных маркеров выступают атомы водорода.

Популярность вещества стремительно росла, а химики испытывали новые синтезы. В 1939 г. произошло знаменательное событие в истории промышленной химии. Из полиэтилена был изготовлен изоляционный слой для телеграфного кабеля, который проложили на дне Атлантического океана. Стало очевидным, что возможности нового соединения почти безграничны (как и его молекулы!). Кабели, провода, волокна, пленки, покрытия, баллоны воздушных шаров и дирижаблей и многое другое можно было успешно изготавливать из синтетического вещества.

Однако первоначально полиэтилен добывать было невероятно трудно, да и стоил он дорого. Лишь в Германии был освоен сравнительно простой способ получения больших количеств полиэтилена в промышленности. Но в годы Второй Мировой войны одно-единственное предприятие по выпуску ценного вещества было разрушено. Несмотря на это, уже в послевоенные годы во многих странах работы по дешевому и несложному синтезу этого вещества возобновились и завершились победой ученых.

С середины 1950-х гг. реакцию полимеризации этилена научились осуществлять на индустриальных предприятиях при невысоких давлениях и температуре в пределах +100 °C. Сегодня из алкенов путем полимеризации получают массу других необходимых веществ. Тефлон обладает большой устойчивостью к высоким и низким температурам, а также отличается большой химической инертностью.

Воздействовать на тефлон могут лишь немногие вещества. Это в основном расплавленные натрий и калий, с которыми полимер вступает в реакцию. Тефлоновые волокна используются для изготовления одежды, с которой легко удаляются грязь, пятна и пыль.

Поливинилхлорид является продуктом реакции полимеризации хлористого винила. Он очень устойчив к разным воздействиям, но при этом легко окрашивается. Из него получают пластмассы, идущие на изготовление пленок, клеенок, плащей, электрической изоляции. Полистирол добывается путем полимеризации стирола. Его используют для разных нужд, но чаще всего как сырье для легких пластмасс (пенопластов).

Одним из наиболее примечательных синтетических полимерных материалов следует считать капрон (или нейлон). Его история увлекательна и полна неожиданных поворотов. Это шелковистое волокно, обладающее водоотталкивающими свойствами, впервые удалось получить химикам одной из американских фирм в начале 1930-х гг. Таким образом, капрон оказался в числе самых первых синтетических веществ. Следует напомнить, что полимеры из этилена в то время получали с большими трудностями, а элементарный полиэтилен ценился на вес золота. Производство же капрона было сравнительно легким.