ABSTRACT. This work describes the synthesis of glycerol-derived polyurethane nanocomposite films containing unmodified cellulose nanowhiskers (CNW) or hexamethylene diisocyanate-modified cellulose nanowhiskers ( HDI CNW) as a mechanical support. Cellulose was prepared from sugarcane bagasse using a delignification and whitening approach that is wholly free of chlorine. CNW's were obtained by acid hydrolysis in hydrochloric acid. The formation of nanocomposites was demonstrated by NMR, TEM, FTIR and WAXD. The films with different concentrations of CNW and HDI CNW were characterized by FTIR spectroscopy, and stress-strain measurements. The samples experienced plastic deformation as subjected to an increasing elongation load, and right after yield limit, they fractured without necking. In such a case, the limit tension, which is the maximum stress supported by the sample, matches with the rupture tension. Polyurethane nanocomposites with CNW (CNW-PU) showed values of modulus of elasticity and tensile strength higher than HDI CNW-PU.Keywords: polyurethane, cellulose nanowhisker, sugarcane bagasse.Nanocompósitos de poliuretanas derivadas de glicerol contendo nanocristais de celulose RESUMO. Este trabalho descreve a síntese de filmes de nanocompósitos de poliuretanas derivadas do glicerol contendo nanowhiskers de celulose não modificados (CNW) ou nanowhiskers de celulose modificados com hexametileno diisocianato ( HDI CNW) como reforço. A celulose foi preparada a partir do bagaço da cana-de-açúcar usando deslignificação e branqueamento livre de cloro. CNW's foram obtidos pela hidrólise em ácido clorídrico. A formação dos nanocompósitos foi demonstrada por RMN, MET, IV e DRX. Os filmes de nanocompósitos com diferentes concentrações de CNW e HDI CNW foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho e medidas de tensão-deformação. As amostras apresentaram deformação plástica quando sujeitas a uma carga crescente de alongamento, e foram fraturadas logo após o limite de elasticidade, sem estiramento. Nesse caso, a tensão limite, que é a tensão máxima suportada pela amostra, coincide com a tensão de ruptura. Os nanocompósitos de poliuretana com CNW (CNW-PU) mostraram o módulo de elasticidade e resistência à tração superiores a HDI CNW-PU.Palavras-chave: poliuretana, nanocristais de celulose, bagaço da cana-de-açúcar.