Os nanotubos de carbono (CNT) têm sido adicionados em matrizes poliméricas, devido às suas extraordinárias propriedades. A incorporação de CNTs em polietileno de alta densidade (PEAD) pode melhorar as propriedades mecânicas da matriz, além de modificar seu processo de cristalização. O estudo da cinética de cristalização de polímeros é muito importante pois, através dele, obtém-se parâmetros que afetam as propriedades finais do compósito. Desta forma, o objetivo deste trabalho é estudar a influência do tipo de funcionalização (grupos -ácidos ou -alquil) no processo de cristalização e nas propriedades mecânicas finais dos nanocompósitos PEAD/CNT. Os nanotubos de carbono foram, inicialmente, funcionalizados com H2SO4/HNO3 (CNT-Ac) e, em seguida, funcionalizados com octadecilamina - ODA (CNT-Am). Os nanocompósitos foram preparados por meio da agitação mecânica do polímero fundido, e moldados por compressão. A presença dos grupos funcionais foi confirmada pelas análises de espectroscopia de infravermelho (FT-IR), espectroscopia Raman e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS). A mudança em sua morfologia foi apresentada por imagens obtidas pelo microscópio eletrônico de transmissão (TEM), o qual mostrou o surgimento de defeitos após a funcionalização ácida e o recobrimento do nanotubos após a funcionalização com ODA. Além disso, realizou-se estudos de dispersão, os quais mostraram a mudança de polaridade após cada tratamento, sendo que o nanotubo CNT-Am apresentou carácter apolar, compatível com o PEAD. Os cálculos cinéticos indicaram que os nanotubos, funcionalizados ou não, atuaram como agentes de nucleação para cristalização do polietileno, modificando os coeficientes de Avrami e reduzindo sua energia de ativação para cristalização. Esse resultado foi comprovado pela microscopia óptica de luz polarizada. Os ensaios mecânicos de dureza e tração mostraram que a adição de nanotubos de carbono, em especial o funcionalizado com a ODA, tornou o polímero mais duro, aumentando seu módulo elástico e resistência à tração. Entretanto, sua tenacidade e capacidade de deformação foi reduzida. O CNT-Am apresentou os melhores resultados, devido a dois pontos principais: (i) as longas cadeias da ODA se assemelham muito com a estrutura do PEAD e (ii) após a funcionalização com ODA, os nanotubos apresentaram caráter apolar. Esses dois aspectos são responsáveis pelo aumento da interação polímero-CNT-Am e pela melhor homogeneidade desse compósito.