Теоретически возможен...
Самый простой двигатель на пластике - резиновый жгут. Запросто можно вместо резины использовать другой материал (пластик), способный накапливать в себе потенциальную энергию.
Если ж говорить тб обычных двигателях, в которых происходит непрерывное преобразование внешней поступающей энергии в движение (даже топливо из бензобака по отношению к собсно двигателю - внешний источник), то штука тут вот в чём.
Все такие двигатели - либо тепловые, либо электрические. Значит, от двигателя требуется либо хоршая термостойкость, либо хорошая электропроводность. Увы, по большей части пластики ни тем, ни другим не отличаются.
И всё ж принципиально такой двигатель, чисто для демонстрации, создать можно. Во-первых, есть электропроводящие пластики. Плохо, но проводящие. Так что какой-никакой, но пластмассовый электродвигатель, чисто чтоб крутился, сделать можно. С якорем беда, правда (ферромагнитные пластмассы мне не известны - хотя чёрт его знает, может, и есть...), поэтому крутящий момент и кпд такого двигателя будут никакие, но это уже количественные показатели, а не качественные.
С тепловым двигателем тоже не всё так плохо. Никто ж не заставляет использовать в нём бензин. Наверняка можно подобрать горючую смесь, у которой рабочие температуры будут в пределах термоустойчивости корпуса и деталей. Ну, там, фреоны какие-то... В конце концов, мало ли как подводится к рабочему телу тепло, а температура холодильника (в терминах теоремы Карно) вовсве не обязательно должна быть равна комнатной. Может, он в Антарктиде работает, при -80 за бортом... Поэтому и тепловой пластмассовый двигатель, но опять же чисто как демонстрация/прикол, сделать можно.