Los polímeros lineales (termoplásticos) tienen coeficientes de expansión térmica muy altos ya que son materiales débilmente unidos y necesitan menos energía térmica para expandir la estructura. Esto se aplica a todos los polímeros del tipo vinilo que tienen coeficientes de expansión de alrededor de 90 × 10−6/°C. Los polímeros de red (termoendurecibles) que tienen una estructura tridimensional de fuertes enlaces covalentes exhiben menos expansión térmica y tienen coeficientes de expansión en el rango de 30 – 70 × 10−6/°C. Estos pueden compararse con valores de 11 × 10−6 /°C para acero dulce, 17 × 10−6 /°C para latón común y menos de 10 × 10−6 /°C para cerámica. A pesar de la alta expansión térmica, los plásticos no sufren fisuración térmica fácilmente porque también tienen módulos elásticos muy bajos y las deformaciones grandes no inducen tensiones elevadas. Un área donde la alta expansión de los polímeros juega un papel importante son las dimensiones moldeadas de las piezas de plástico. La contracción lineal del molde debido a la contracción térmica del moldeo a temperatura ambiente suele ser de aproximadamente 1/2% a 1%. El polietileno y algunos otros materiales exhiben una contracción aún mayor. Como resultado, las piezas de plástico con tolerancias estrechas son difíciles de fabricar. También es posible que durante la operación de moldeo las diferentes partes no estén todas a una temperatura uniforme. Esto puede provocar una contracción diferencial durante el enfriamiento y producir deformaciones, tensiones internas bloqueadas y debilitamiento de la pieza. La deformación puede evitarse mediante un montaje adecuado. Las tensiones internas en los plásticos que están más sujetos a la fluencia y el flujo en frío tienden a aliviarse lentamente; calentar la pieza acelera el proceso. Las tensiones internas en el poliestireno y otros plásticos quebradizos se pueden eliminar mediante un proceso de recocido similar al que se usa en la fabricación de vidrio. Se trata de un ciclo de calentamiento-enfriamiento controlado, y para los plásticos se obtiene sumergiendo las piezas en un líquido mantenido a la temperatura adecuada, seguido de un enfriamiento muy lento. El poliestireno, por ejemplo, puede calentarse en agua a 80°C y luego enfriarse lentamente a 65°C. Luego se enfría en aire no perturbado. La expansión térmica relativamente alta de los plásticos plantea un problema en el uso de insertos de metal moldeado que a veces se requieren para contactos eléctricos, montajes de roscas de tornillos o mayor resistencia. Para minimizar las tensiones debidas a los insertos, los fabricantes suelen utilizar plásticos con bajo coeficiente de expansión. Los fenólicos y las ureas se usan comúnmente porque su coeficiente de expansión se encuentra entre los más bajos de los plásticos comunes. Para muchos plásticos, el uso de insertos de metal moldeado no es satisfactorio debido a la tensión excesiva que se produce. Como ejemplo, el poliestireno con inserciones de latón al enfriarse desde la temperatura de moldeo de 160 a 20°C produce una deformación de (70 − 17) × 10−6 × (160−20) o 0,0074. Para un módulo elástico de 0,46 × 10e6 psi (3,2 Gpa), las tensiones internas se convierten en 3400 psi (23 Mpa). La presencia de tanta tensión interna inutiliza la pieza, ya que la resistencia a la tracción del poliestireno es de solo 3600 psi (25 Mpa). Sin embargo, mediante el uso de un relleno apropiado, se puede reducir la expansión térmica de los plásticos y, por lo tanto, las tensiones internas. La adición de un 11% en peso de óxidos de aluminio en poliestireno da una mezcla cuya dilatación térmica es idéntica a la del latón. Las inserciones de latón en este compuesto de alúmina y poliestireno no muestran evidencia de tensiones internas y son bastante satisfactorias. Cuando se utilizan resinas sintéticas como cementos, es necesario igualar la dilatación térmica; este emparejamiento se hace eligiendo juiciosamente el relleno. En la producción de paneles de aleación de aluminio revestidos de laminado fenólico, se utiliza un relleno compuesto por una mezcla de fibra de vidrio y almidón para reducir la expansión característica de la resina y hacer coincidir su expansión exactamente con la del aluminio. El panel de aluminio se adhiere completamente y no se puede quitar sin rasgar el metal o romper el núcleo fenólico. Hay casos en los que se aprovecha la gran dilatación térmica de los plásticos. Un ejemplo es el ajuste por contracción de mangos de nitrato de celulosa en destornilladores.