RESUMO Nanocompósitos de polietileno linear de baixa densidade com argila montmorilonita organofílica (OMMT) de fonte brasileira foram obtidos com o objetivo de avaliar as propriedades físico-químicas. Foram produzidos e caracterizados nanocompósitos obtidos por extrusão nas concentrações 2, 2,5, 3, 3,5% e o polímero puro. As misturas foram injetadas e caracterizadas. As análises de TGA mostraram que a adição de nanoargila elevou a estabilidade térmica das amostras, principalmente a PELBD/OMMT2,0, cujo aumento foi de 5,6% comparado ao Branco. O DSC demonstrou que a incorporação não influenciou na temperatura de fusão com relação a amostra pura do PELBD, entretanto, aumentou o grau de cristalinidade das amostras, destacando-se a amostra PELBD/OMMT2,5 que apresentou grau de cristalinidade 9,48% maior que o branco. Os resultados de flamabilidade mostraram que a amostra PELBD/OMMT2,0 apresentou diminuição de 38% na velocidade de propagação de chama. No ensaio de tração, percebeu-se um aumento na rigidez das amostras com adição de OMMT, aumentando o módulo de Young e diminuindo o alongamento na ruptura com o aumento percentual de OMMT. Já a técnica de RMN mostrou que as amostras de até 2,5% de OMMT sugere a formação de um nanocompósito esfoliado, resultados comprovados por MEV/FEG, na qual amostras injetadas com uma quantidade superior a 2,5% de argila apresentaram as mesmas características de delaminação.