答案：D

题目分析：根据有机合成材料的概念和类别分析。

A、塑料水盆属于塑料制品，塑料是三大合成材料之一，错误；

B、橡胶手套属于合成橡胶制品，合成橡胶是三大合成材料之一，错误；

C、涤纶内衣是用涤纶制成的，涤纶属于合成纤维，合成纤维是三大合成材料之一，错误；

D、纯棉毛巾是棉线制成的，棉线属于天然纤维，不是有机合成材料，正确。故选D

点评：理解和熟记合成材料的概念以及与之相关的知识，是解答本题的关键；有机合成材料主要包括塑料、合成纤维、合成橡胶三大类。