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기체인 에틸렌(CH₂=CH₂)은 특정 조건하에서 서로 결합해 긴 사슬형 구조를 가진 폴리에틸렌(－(CH₂－CH₂)_n-)이 된다. 폴리에틸렌은 질기고 내구성이 있는 고체로 많은 단위체가 결합하여 만들어진 중합체이다.

셀룰로오스·녹말·고무·가죽·단백질·DNA 등은 천연에서 산출되는 중합체이며, 폴리에틸렌·나일론 등은 합성중합체의 대표적인 예이다. 이러한 새로운 중합체의 합성과 중합반응 연구, 중합체의 구조와 특성에 관한 연구가 고분자화학의 고유분야이다. 중합체를 연구하는 화학자들은 견고성, 유연성, 연화온도, 물에 대한 용해도, 생분해성이 각각 다른 여러 가지 중합체를 고안·합성한다. 그결과 실제로 강철보다 강하면서도 가볍고 내식성이 있는 중합체 물질이 생산되었으며, 플라스틱관 등은 현재 널리 사용되고 있다.

최근 자동차 제조회사에서는 자동차 제작에 가볍고 연료가 덜 소모되는 부품을 더 많이 사용하고 있다. 또한 새로운 종류의 중합체 물질을 생산하는 것 외에도 상업용 중합체를 공업적으로 대량생산하는 데 필요한 특수한 촉매개발에도 많은 연구가 진행되고 있다.