Отдел имел в своем составе лабораторию по изучению конструктивных свойств неметаллических материалов и применения защитных покрытий 58 (в 1964 г. переименована в лабораторию химстойких пластмасс, углеграфитов и защитных неметаллических покрытий 161), КБ по разработке конструкций химической аппаратуры из пластмасс и углеграфита, а также с применением неметаллических покрытий, опытно-технологическую базу по освоению и внедрению в производство химического оборудования из пластмасс и углеграфита, а также с применением неметаллических покрытий (ОТБ).

При создании лаборатории 58 и назначении ее руководителем А.В. Горяиновой лаборатория 43 отдела 12 приказом 272 от 12 марта 1960 г. ликвидирована, личный состав ее обращен на укомплектование отдела 16. Бывший начальник лаборатория 43 П.А. Афанасьев переведен на должность старшего научного сотрудника лаборатории 58; в октябре 1965 г. он ушел на пенсию.

Начальником КБ в марте 1960 г. назначен Сергей Иванович Сухов, который в 1966 г. (после защиты кандидатской диссертации) избран начальником лаборатории 161. Вместо С.И. Сухова обязанности начальника КБ до августа 1968 г. исполнял руководитель технологической группы КБ групповой инженер Виктор Васильевич Дегтярев.

Начальником ОТБ некоторое время был Алексей Владимирович Носов (март 1960 - июнь 1960), перешедший из Технологического отдела 7, затем Иван Андреевич Дорожкин (июнь 1960 - январь 1963). В дальнейшем ОТБ из структуры и штатного расписания отдела исключено.

В 1965 г. в отделе числилось 40 сотрудников. В лаборатории 161 работали: групповые инженеры Ю.Д. Августов и А.В. Носов, старший научный сотрудник М.С. Тихонова, старшие инженеры В.Н. Азаров, А.М. Волчек, А.М. Глейх, И.Д. Ключенкова, Л.И. Макаренкова, младший научный сотрудник В.В. Пруслин, инженеры Л.Л. Бокхаус, В.Н. Марагаева, Л.А. Носенко, М.С. Фомичева и другие (всего 26 человек). В КБ работали: групповые инженеры-конструкторы В.В. Дегтярев и В.П. Ильин, старшие инженеры-конструкторы Н.А. Бородина, В.Ф. Денисов, В.И. Лазутина, Л.Л. Лайчук, И.С. Ревенкова, инженер-конструктор Г.И. Карпухина и другие (всего 12 человек).

За время своего существования отдел 16 разработал первые конструкции промышленной аппаратуры из поливинилхлорида. Определены области применения этой аппаратуры, созданы нормативно-технические материалы, что обеспечило широкое внедрение этих разработок в химико-технологические процессы. Разработаны технология и конструктивные решения химической аппаратуры из высокопрочных и химически стойких стеклопластиков и стеклопластиков в сочетании с термопластами. Головные образцы изготовлены заводом стеклопластиков в г. Северодонецке. Разработанная технология защиты сосудов и аппаратов порошковым полиэтиленом успешно внедряется на заводе "Коростеньхиммаш". Разработана технология изготовления уплотнений на основе фторопласта-4 с наполнителями, благодаря чему стало возможным создание нового класса компрессорных машин на давление до 200 атм, работающих без смазки, холодильно-газовых машин и другого оборудования (ведущий исполнитель М.С. Тихонова).

По разработанной в отделе технологии получения беспористых графитов путем пропитки фенолформальдегидной смолой, а также благодаря конструктивным разработкам и нормалям впервые в СССР создана теплообменная, реакторная и колонная аппаратура из графита. На Новочеркасском электродном заводе освоено 112 типоразмеров теплообменников (блочных, кожухоблочных, трубчатых, оросительных). За достигнутые успехи в области создания графитовой аппаратуры в СССР НИИхиммаш и Новочеркасский электродный завод награждены ВДНХ дипломами 1-й степени, а участники работ - золотыми, серебряными и бронзовыми медалями (от НИИхиммаша - П.А. Афанасьев, В.Г. Ильин, Ю.М. Виноградов, Н.А. Ключенкова, А.В. Горяинова, В.И. Лазутина, М.И. Лазукова, С.И. Сухов). 

В отделе на основе НИР и ОКР создана также технология производства изделий из технических ситаллов и шлако-ситаллов.

В соответствии с утвержденной новой структурой института отдел 16 в марте 1969 г. преобразован в лабораторию исследования и внедрения неметаллических материалов (с конструкторской группой) 124 в составе отдела 12.