1896年4月27日，卡羅瑟斯出生于美國(guó) 艾奧瓦州伯靈頓�？�羅瑟斯的父親在得梅因商學(xué)院任教，后來(lái)?yè)?dān)任過(guò)該院的副院長(zhǎng)。受父親的影響，卡羅瑟斯18歲時(shí)進(jìn)入該院學(xué)習(xí)會(huì)計(jì)，但他對(duì)這一專(zhuān)業(yè)并不感興趣，倒是很喜歡化學(xué)等自然科學(xué)，因此，1915以后開(kāi)始在一所規(guī)模較小的學(xué)院學(xué)習(xí)化學(xué)。并與1920年獲理學(xué)學(xué)士學(xué)位。

1921年，卡羅瑟斯在伊利諾伊大學(xué)取得碩士學(xué)位，而后到南達(dá)柯他大學(xué)任教，講授分析化學(xué)和物理化學(xué)。在任教期間，卡羅瑟斯的研究論文因被美國(guó)化學(xué)會(huì)志接受并發(fā)表而成為了他獨(dú)立科研生涯的開(kāi)端。在這篇文章的研究工作中卡羅瑟斯測(cè)定了 苯基異氰酸酯(C6H5-N=C=O)和疊氮基苯(C6H5-N=N=N)的物理性質(zhì)，由于兩種物質(zhì)測(cè)得的物理性質(zhì)非常相似，使得卡羅瑟斯得出結(jié)論認(rèn)為疊氮基苯分子中的疊氮基結(jié)構(gòu)應(yīng)該是三個(gè)氮原子呈直鏈排列而非過(guò)去認(rèn)為的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

1923年又回到伊利諾伊大學(xué)攻讀有機(jī)化學(xué)專(zhuān)業(yè)的博士學(xué)位。在導(dǎo)師 羅杰·亞當(dāng)斯(Roger Adams,1889～1971）教授的指導(dǎo)下,完成了關(guān)于鉑黑催化氫化的論文，初步顯露了他的才華，獲得博士學(xué)位后隨即留校工作。

1926年到哈佛大學(xué)教授有機(jī)化學(xué)。

1928年 杜邦公司在特拉華州威爾明頓的總部所在地成立了基礎(chǔ)化學(xué)研究所，年僅32歲的卡羅瑟斯博士受聘擔(dān)任該所有機(jī)化學(xué)部的負(fù)責(zé)人。1936年2月21日他和Helen Sweetman結(jié)婚，并于該年4月30日成為第一位被選入美國(guó)科學(xué)院的工業(yè)化學(xué)家。1937年卡羅瑟斯喝下有氰化鉀的橘汁而自殺。

1930年卡羅瑟斯用乙二醇和癸二酸縮合制取聚酯，在實(shí)驗(yàn)中卡羅瑟斯的同事希爾在從反應(yīng)器中取出熔融的聚酯時(shí)發(fā)現(xiàn)了一種有趣的現(xiàn)象：這種熔融的聚合物能像棉花糖那樣抽出絲來(lái)，而且這種纖維狀的細(xì)絲即使冷卻后還能繼續(xù)拉伸，拉伸長(zhǎng)度可以達(dá)到原來(lái)的幾倍，經(jīng)過(guò)冷拉伸后纖維的強(qiáng)度和彈性大大增加。這種從未有過(guò)的現(xiàn)象使他們預(yù)感到這種特性可能具有重大的應(yīng)用價(jià)值，有可能用熔融的聚合物來(lái)紡制纖維。他們隨后又對(duì)一系列的聚酯化合物進(jìn)行了深入的研究。由于當(dāng)時(shí)所研究的聚酯都是脂肪酸和脂肪醇的聚合物，具有易水解、熔點(diǎn)低（<100℃）、易溶解在有機(jī)溶劑中等缺點(diǎn)，卡羅瑟斯因此得出了聚酯不具備制取合成纖維的錯(cuò)誤結(jié)論，最終放棄了對(duì)聚酯的研究。順便指出，就在卡羅瑟斯放棄了這一研究以后，英國(guó)的溫費(fèi)爾德(T.R.Whinfield,1901-1966)在汲取這些研究成果的基礎(chǔ)上，改用芳香族羧酸(對(duì)苯二甲酸)與二元醇進(jìn)行縮聚反應(yīng)，1940年合成了聚酯纖維——滌綸，這對(duì)卡羅瑟斯不能不說(shuō)是一件很遺憾的事情。

1935年初卡羅瑟斯決定用戊二胺和癸二酸合成聚酰胺（即聚酰胺510），實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這種聚酰胺拉制的纖維其強(qiáng)度和彈性超過(guò)了蠶絲，而且不易吸水，很難溶，不足之處是熔點(diǎn)較低，所用原料價(jià)格很高，還不適宜于商品生產(chǎn)。緊接著卡羅瑟斯又選擇了己二胺和己二酸進(jìn)行縮聚反應(yīng)，終于在1935年2月28日合成出聚酰胺66。這種聚合物不溶于普通溶劑，具有263℃的高熔點(diǎn)，由于在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上更接近天然絲，拉制的纖維具有絲的外觀和光澤，其耐磨性和強(qiáng)度超過(guò)當(dāng)時(shí)任何一種纖維，而且原料價(jià)格也比較便宜，杜邦公司決定進(jìn)行商品生產(chǎn)開(kāi)發(fā)。

1938年7月杜邦公司完成了對(duì)聚酰胺纖維的中試，同月用聚酰胺66作牙刷毛的牙刷開(kāi)始投放市場(chǎng)。

1938年10月27日杜邦公司正式宣布世界上第一種合成纖維正式誕生了，并將聚酰胺66這種合成纖維命名為尼龍（nylon），這個(gè)詞后來(lái)在英語(yǔ)中變成了聚酰胺類(lèi)合成纖維的通用商品名稱(chēng)。

杜邦公司從高聚物的基礎(chǔ)研究開(kāi)始?xì)v時(shí)11年，耗投2200萬(wàn)美元，有230名專(zhuān)家參加了有關(guān)的工作，終于在1939年底實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。

然而遺憾的是尼龍的發(fā)明人卡羅瑟斯沒(méi)能看到尼龍的誕生。

卡羅瑟斯生活一向消極，精神抑郁，據(jù)說(shuō)他從事高分子研究之初，就在自己的上衣口袋里隨身攜帶了一顆劇毒氰化鉀，他說(shuō)，一旦自己失敗了，就隨時(shí)吞下它。1936年，卡羅瑟斯獲得諾貝爾獎(jiǎng)提名，但并沒(méi)有最終獲獎(jiǎng)，他于是認(rèn)為自己作為一個(gè)科學(xué)家，實(shí)在是一個(gè)失敗者，這個(gè)念頭一直纏繞著他，使他無(wú)法擺脫。加之1936年他喜愛(ài)的孿生姐姐去世，使他的心情更加沉重，這位在聚合物化學(xué)領(lǐng)域作出了杰出貢獻(xiàn)的化學(xué)家，于1937年4月29日在美國(guó)費(fèi)城一家飯店的房間里飲用了摻有氰化鉀的檸檬汁而自殺身亡。

為了紀(jì)念卡羅瑟斯的功績(jī)，1946年杜邦公司將烏米爾特工廠(chǎng)的尼龍研究室改名為卡羅瑟斯研究室。

需要提出的是，卡羅瑟斯的學(xué)生Paul J. Flory (1910-1985)，在總結(jié)研究卡羅瑟斯的基礎(chǔ)上，出版了影響整個(gè)世界的《高分子化學(xué)原理》一書(shū)，該書(shū)依然是今天高分子領(lǐng)域主要的理論基礎(chǔ)。1974年，Paul J. Flory獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。