De innehåller starka, styva plaster och flexibla geler som kan laga sig själva om de slits.
Resultaten, som rapporteras i tidskriften Science, kan leda till billigare och grönare bilar, flygplan och elektronik.
Det är första gången som hållbar "termoset" plast har tillverkats i återvinningsbar form.
Dr Jeanette Garcia, från IBM:s forskningscentrum Almaden i San Jose, snubblade över den första nya klassen av termoser på många år när hon av misstag lämnade en av tre komponenter ur en reaktion.
"Jag hade en bit plast, och jag var tvungen att räkna ut vad det var," Dr Garcia berättade för BBC. "Jag var tvungen att krossa min rundbottnade kolv med en hammare."
Denna plastbit, som framställdes av oväntat enkla ingredienser, visade sig vara oerhört hård och stabil. Avgörande är att den kan smältas i syra och återgå till sina ursprungliga beståndsdelar.
Denna matsmältningsreaktion gör att de kemiska byggstenarna, eller monomererna, kan återanvändas.
"Det var definitivt en slump", sade dr Garcia. "Det första jag gjorde var förstås att slå i litteraturen, för att försöka se om det hade gjorts tidigare. Jag antog bara att det hade varit - det är en så enkel reaktion."
Men hennes sökning visade ingenting. Det här var nytt.
När hon väl förstod vad hon hade skapat, började dr Garcia upprepa sitt fynd. "Vi slösade bort många flaskor", sa hon.
Eftersom de är starka och lätta används termoset i moderna bilar och flygplan, ofta blandade med kolfibrer för att bilda kompositer. Cirka 50 % av det nya Airbus A350-flygplanet kommer till exempel att tillverkas av kompositer.
Hittills har dock ingen termosetplast kunnat återvinnas.
"Den potentiella påverkan här är fenomenal", säger Dr Charl Faul, en materialkemist vid University of Bristol. Han säger att studien erbjuder ett "mycket enkelt, elegant svar på ett mycket gammalt problem".
Dr James Hedrick, som var ansvarig för forskningen vid IBM, är entusiastisk över möjligheterna. När en stor eller dyr komponent skadas eller når slutet av sin livslängd, förklarade han, kunde den repareras eller återvinnas i stället för att kastas bort.
"Möjligheten att omarbeta sparar en enorm summa pengar och minskar slöseri."
Förutom att ersätta termosetbaserade kompositer i dagens teknik ser Dr Hedrick potentialen för många fler innovativa applikationer. "Vi är i upptäcktsfasen", sa han. "Varje gång du upptäcker en ny polymerformande reaktion leder den till alla möjliga nya material."
Förutom mycket hårda och slitstarka plaster anpassade forskarna sitt tillvägagångssätt till en annan monomer och tillverkade flexibla, självläkande geler. Dessa kan vara användbara i allt från kosmetika, till färg, till utformning av läkemedel kapslar, på grund av deras särskilda löslighet egenskaper.
"Ansökningarna går som vatten", sa dr Hedrick. "Vi vet inte ens vart vi ska gå än."
Forskare har utvecklat en samling nya plaster som är återvinningsbara och anpassningsbara - och upptäckten började med ett laboratoriemisstag.