La celulosa nanocristalina (CNC), debido a sus excelentes propiedades mecánicas y otras ventajas, a menudo se utiliza como carga de refuerzo en los materiales compuestos, y el efecto de refuerzo mecánico de los materiales compuestos a menudo está estrechamente relacionado con la dispersión de la carga de refuerzo a escala nanométrica y la compatibilidad de la interfaz. En este estudio, las partículas de CNC se modificaron mediante el injerto superficial de aceite de ricino y una cadena de poliláctido para mejorar su compatibilidad con la matriz orgánica, lo que mejoró las propiedades mecánicas de los materiales compuestos. Las tasas de injerto superficial de CNC-g-CO se calcularon en 205.30 mg/g de CNC, con un grado de sustitución superficial de 12.60%; las tasas de injerto superficial de CNC-g-PLA son de 431.90 mg/g de CNC, con un grado de sustitución superficial de 9.14%. Se utilizó el análisis de Hansen para predecir la compatibilidad de los sistemas compuestos, y luego la evaluación visual de la dispersión de CNC en la matriz se realizó mediante microscopía infrarroja. Los resultados mostraron que la modificación de la superficie de CNC mejoró significativamente su compatibilidad con la matriz y su dispersión. Las propiedades termodinámicas de los compuestos confirmaron una vez más la eficacia de la compatibilidad de la interfaz y del efecto de refuerzo mecánico del sistema.