Os plásticos convencionais de origem petroquímica possuem baixas taxas de degradação e quando descartados incorretamente, colocam em risco o equilíbrio ambiental dos ecossistemas. Como alternativa, os polímeros biodegradáveis começaram a ser pesquisados pela comunidade científica. Entretanto, a grande maioria destes materiais apresentam propriedades mecânicas inferiores quando comparados aos convencionais. Para melhorar as propriedades dos polímeros biodegradáveis e torná-los competitivos com os termoplásticos comuns, nanocompósitos podem ser preparados utilizando como matriz um polímero biodegradável. Os nanocompósitos possuem suas propriedades melhoradas devido à incorporação de pequenas quantidades de cargas nanométricas na matriz polimérica. Dentro deste contexto, neste trabalho foram obtidos e caracterizados nanocompósitos de poli(L-ácido láctico) (PLLA) reforçados com dois diferentes tipos de montmorilonita organicamente modificada (OMMT), Closite 20A (OMMT 20A) e Closite 30B (OMMT 30B). Também foi avaliada a influência do uso de polietilenoglicol (PEG) e da poli(e-caprolactona) triol (PCL-T) nos nanocompósitos de PLLA/OMMT. A fim de selecionar o melhor método de preparação dos nanocompósitos foi realizado um ensaio preliminar onde os nanocompósitos foram preparados pelo método de solução, seguido por banho de ultrassom 2 vezes. Para determinar a melhor composição PLLA/OMMT/PEG/PCL-T foi elaborado um planejamento estatístico visando à aplicação desses novos materiais no setor de embalagens biodegradáveis. Como resposta a este planejamento foram utilizadas TGA e análise mecânica sob tensão. Os materiais que apresentaram melhores propriedades térmicas e mecânicas foram o PLLA/OMMT20A e PLLA/OMMT30B. O nanocompósito PLLA/ OMMT20A (E3) apresentou um aumento de 2,5 oC em relação a Tonset do PLLA puro. Já nas propriedades mecânicas foi observado um acréscimo de 11 % na resistência à tração, de 42 % com no módulo de Young e de 16 % no alongamento na ruptura em relação ao PLLA puro. E para o PLLA/30B (E3) foi observado um acréscimo de 2,3 oC na Tonset do PLLA puro. Já nas propriedades mecânicas foi observado um aumento de 29 % resistência à tração, de 62,3 % no módulo de Young e de 8 % alongamento na ruptura quando comparado ao PLLA puro. Os modelos propostos pelo planejamento estatístico se mostraram válidos tanto para utilização da nanoargila Closite 20A quanto para utilização da nanoargila Closite 30B. Os resultados sugerem que os nanocompósitos PLLA/20A e PLLA/30B são potenciais candidatos para serem aplicados no setor de embalagens rígidas.