CN102408587B - 环保型可控降解农用地膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的环保型可控降解农用地膜，该农用地膜按重量份计是由以下的原料经熔融共混挤出吹膜而成：聚乙烯醇25～50份，淀粉72～87份，小分子增塑剂10～20份，改性无机纳米助剂0.2～2份，抗氧化剂0.5～1.5份，增容剂0.5～1.5份，紫外线吸收剂0.2～1.5份。本发明还公开了上述农用地膜的制备方法。本发明提供农用地膜中所含的纳米复合改性剂在采用了易与淀粉形成氢键的小分子增塑剂的同时，又添加一定量的经表面处理过的无机纳米助剂，因而当用其改性PVA后，不仅可大大减少小分子增塑剂的用量，降低成本，避免薄膜后期的力学性能下降的问题，而且还能得到具备塑料薄膜力学性能和后期使用性能均佳的可控完全生物降解农用地膜。
Description
技术领域
本发明属于农用地膜及其制备技术领域，特别涉及一种环保型可控降解农用地膜及其制备方法。
背景技术
当前，由于资源消耗、环境恶化等导致的干旱是我国农业生产中极其严峻的一个问题。而在农业生产中用地膜覆盖不仅具有保湿、保水、保肥、防虫抑草等功能，还可以保持土壤水分、提高水分利用率，同时改善农作物生长环境，提高农作物产量及农业效益，因此应用较为广泛。据报道，农用地膜已经成为农业生产中继化肥、农药后的第三大农资材料。但遗憾的是，在大量使用农用地膜后所产生的废弃膜对农业生态环境造成的“白色污染”问题也随之日益严重。这是由于目前绝大多数普通农用地膜均是以聚丙烯、聚乙烯等作为原料制备的，其在土壤中不能被侵蚀分解，甚至可以在田间残留数十年不降解。连年使用导致碎膜逐年累积于土壤耕层，从而导致土壤板结，而土壤板结又会造成不透水、不透气、根系生长受阻，引起农作物产量下降和环境污染等问题(刘敏，黄占斌，杨玉姣.可生物降解地膜的研究进展与发展趋势[J]中国农学通报，2008，24(9)：439-443)。同时，因聚丙烯、聚乙烯等地膜原料是由石油产物提炼的，而目前由于能源过度消耗导致的石油紧缺，使得地膜价格增高和可持续发展问题也越来越突出，故而使研究和开发非石油化工路线合成的环保型可控生物降解农用地膜成为解决问题的重要途径。
聚乙烯醇(PVA)不仅因具有多羟基、强氢键等特点，被赋予很多优异的性能；同时它还可通过非石油化工路线合成，故而在石油资源日益枯竭的背景下，这种材料更具有重要的应用价值。在性能方面，PVA薄膜与其它薄膜相比，不仅具有高透明性、耐油性、气体高隔阻性和不同程度的水溶性；更为重要的是，PVA在湿环境中有细菌存在的条件下6个月内可以完全分解成水和CO2，是完全生物降解材料(Corti A，Solaro R，Chiellini E.Biodegradation of poly(vinyl alcohol)in selected mixed microbial culture and relevant culturefiltrate[J].Polymer Degradation Stability，2002，75(2)：447-458.)。但是PVA的降解对降解环境要求较高，使降解速度相对较慢，且无法人为控制。不仅如此，还由于PVA树脂的熔点相对较高，一般在210～280℃，而其的热降解温度又较低，即在170℃左右PVA就会开始脱水醚化，继续升温则会逐渐变色热降解，因而PVA的这种性质使得其难以进行熔融加工。为了解决PVA树脂熔点高于其热降解温度的问题，现有技术一般是通过添加增塑剂来降低其熔点。如JP 77110782就公开了在PVA薄膜成分中添加含量大于40％的水作为增塑剂来降低PVA的熔点，使其在低于热分解温度的条件下实现吹塑成膜。但是由于该体系中存在大量的水，导致挤出的树脂容易起泡，薄膜无法均匀成型。而CN 1368515A则选择了一种可聚合的酰胺类单体作为补充增塑剂(添加量为0-5份)，以控制树脂中的水分多以结合态存在，从而有效降低了PVA树脂的加工温度，但是这种酰胺类单体增塑剂有一定的毒性，不仅对环境有一定危害性，且其中还需同时添加有高达25重量份的小分子增塑剂。众所周知，大量添加增塑剂往往会降低薄膜的力学性能和增加产品的成本。
淀粉是一种天然可再生材料，其资源丰富、价格低廉，且容易受到微生物侵蚀，最后代谢为水和二氧化碳，因而具有优良的生物降解性能，适用于作为生物降解材料的原料成分。淀粉基降解塑料是目前最有发展前景的一类可降解塑料，它在包装领域中显示出巨大的发展前景。Maddever研究后提出，淀粉基聚合物的降解包括两个过程：一方面，淀粉被微生物侵蚀，逐渐降解消失，并在聚合物中形成多孔破坏结构，导致聚合物表面积增大，从而有利于聚合物进一步自然分解；另一方面，淀粉降解可以促发促氧化剂和自氧化剂的作用，能切断高分子链，使聚合物的相对分子量不断减小到可被微生物代谢的程度。这两个过程相互促进，使淀粉基聚合物的降解速度加快(Maddever W J，Chapman G M.Modifiedstarch based biodegradable plastics[C].Annual Technical Conference Society of PlasticsEngineers，1989：1351-1355.)。
以淀粉为原料制备全生物降解产品已有文献报道。如CN 1640917A利用可塑性淀粉胶与PE类材料接枝单体和引发剂混合，经高压挤出制成淀粉基生物降解料，再用该料吹塑成膜。虽然这种薄膜中可塑性淀粉含量达到65～85％，但由于PE基体本身不具有生物降解性，不仅会造成造成土壤板结、不透水、不透气、根系生长受阻，进而引起农作物产量下降和环境污染。又如CN101805463A公开一种采用PP为树脂基体的农用地膜也存在类似问题。虽然CN101796916A公开了一种可防治根结线虫的聚乳酸(PLA)基农用地膜及其制备方法，该农用地膜为含有一种可防治根结线虫的中药有效成分与聚乳酸或聚乳酸共聚物混合的一种薄膜，其性状为透明或半透明，也容易降解，而且具有良好的抗根结线虫性能。但是所使用的聚乳酸相对成本较高，大量使用会提高农产品的生产成本，故不适合大规模应用于农用地膜领域。再如CN 200410037609提出一种可完全生物降解的包装膜及地膜。该膜按重量百分比计，其成分主要为：淀粉30～60％，乙烯丙烯酸共聚物(EAA)20～30％，聚己内酯5～10％，乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)1～3％，而其中聚己内酯的成本也较高。而CN101016397A公开了一种聚乙烯醇复合薄膜及其制备方法和用于制备聚乙烯醇复合薄膜的纳米复合粉体的制备方法。据称，该方法可弥补现有添加淀粉的聚乙烯醇复合薄膜力学性能差和生产能耗大、生产能力低的缺陷。但是其仍然存在一些问题：1)因添加的增塑剂量过大(至少为24wt％，最高达38wt％)，不可避免的会使这类薄膜在放置一段时间后，产生增塑剂在薄膜表面析出的问题，这一方面会使薄膜后期的力学性能下降，影响使用性能，另一方面还会增加成本。2)因添加的淀粉量不高(只有8.17-38wt％)，故不仅会使所得薄膜的成本仍然较高，还会在一定程度上影响薄膜的降解速率。3)因其中所添加的ZnO/SiO2复合粉体的制备过程十分复杂，周期长且所使用化学试剂多，消耗大，这无疑会在一定程度上影响薄膜的生产能力和增加成本。
另有研究表明(王云芳等，淀粉基环境可降解高分子材料研究进展[J]，材料导报，2005，4：12-15)，淀粉在提高塑料可降解性能的同时，一方面会造成其物理机械性能的下降，使其加工困难，另一方面还存在亲水性太强，与大部分通用树脂之间的相容性很差，致使材料的力学性能大幅下降，从而阻碍了淀粉塑料在工业化推广过程中的广泛应用。因此为了保证淀粉基塑料制品的最终使用性能，一般的解决办法是降低淀粉的添加量，但这样又会带来制品的成本较高，降解速度较慢的问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种通过熔融挤出吹膜法制备的环保型可控降解农用地膜，该膜的特点是使用高含量的淀粉作为基体，并添加具有光催化活性的纳米助剂，在兼具良好的力学性能基础上，实现农用地膜废弃后可通过生物和光催化双重降解来实现最终的完全分解。
本发明的另一目的是提供一种制备上述环保型可控降解农用地膜的熔融挤出吹膜方法。
本发明提供的环保型可控降解农用地膜，该农用地膜按重量份计是由以下的原料经熔融共混挤出吹膜而成：
其中改性无机纳米助剂是由混晶型纳米二氧化钛经γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷表面亲油改性处理而成，其粒径为20～30nm。混晶型纳米二氧化钛是指该纳米二氧化钛是由锐钛矿型和金红石型两种晶型混合构成，本发明所用混晶型纳米二氧化钛中的锐钛矿型纳米二氧化钛至少为75％。该薄膜厚0.012-0.018mm，横向拉伸强度为14.1-15.8MPa，纵向拉伸强度为15.9-17.9MPa，透光率为75.5-83.1％，且土埋30天失重为7.52-11.67％，土埋120天失重为25.04-38.69％。
上述农用地膜中所含的聚乙烯醇的聚合度≥1700，醇解度为99％。
上述农用地膜中所含的淀粉为大米淀粉、玉米淀粉、绿豆淀粉、藕淀粉和马铃薯淀粉中的至少一种。
上述农用地膜中所含的小分子增塑剂为相对分子量为1000～4000g/mol的聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物(泊洛沙姆，Poloxamer)、柠檬酸三乙酯(TEC)和乙酰基柠檬酸三正丁酯(ATBC)中的至少一种。
上述农用地膜中所含的抗氧化剂为四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、2，2′-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)和4，4’-硫代双-(6-叔丁基-3-甲基苯酚)中的至少一种。本发明所述抗氧化剂虽是本领域通用抗氧剂，但抗氧化剂能使高分子树脂(即聚乙烯醇)在加工过程中有良好的热加工稳定性，避免由于高温使高分子树脂的色泽、力学性能等在热加工过程中发生变化。
上述农用地膜中所含的增容剂为马来酸酐或十二烷基顺酐。
上述农用地膜中所含的紫外线吸收剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑中的至少一种。
上述农用地膜还可根据需要在其中添加颜料。
本发明提供的上述环保型可控降解农用地膜的制备方法，该制备方法的工艺步骤和条件如下：
(1)先将无机纳米助剂30～50份投入超高速混合机中，在3000～5000转/分钟下搅拌10～30分钟，其间将γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷0.5～1.5份与无水乙醇50～100份的混合液分2-3次加入，加完后，继续超高速搅拌混合1.5～2小时，然后抽滤，粉体于100～120℃烘干，再放入球磨机中球磨粉碎至少1小时；
(2)将得到的表面改性无机纳米助剂0.2～2份与小分子增塑剂10～20份通过胶体磨分散至少1小时；
(3)将得到的表面改性无机纳米助剂与小分子增塑剂的混合物、淀粉72～87份、聚乙烯醇10～25份和抗氧化剂0.5～1.5份投入高速混合机中，在温度60～80℃，转速100～200转/分钟下搅拌10～20min，出料；
(4)将所得预混料加入双螺杆挤出机中，在螺杆转速100～200转/分钟，温度175～190℃(该温度是指双螺杆挤出机计量段的温度)下熔融挤出造粒即得纳米复合改性剂；
(5)将所得纳米复合改性剂、聚乙烯醇15～25份、增容剂0.5～1.5份和紫外线吸收剂0.2～1.5份在常温下，以转速50-100转/分钟搅拌混合均匀，然后通过单螺杆挤出吹膜机在175～190℃(该温度是指单螺杆挤出机计量段的温度)加工温度下进行热熔挤出吹塑成筒状地膜，最后切割、分卷并进行包装，
所加各物料的份数均为重量份，且其中的无机纳米助剂为混晶型纳米二氧化钛，其中的锐钛矿型纳米二氧化钛含量至少为75％，其粒径为20～30nm。
以上制备方法中所述的聚乙烯醇树脂聚合度≥1700，醇解度为99％。
以上制备方法中所述的淀粉为大米淀粉、玉米淀粉、绿豆淀粉、藕淀粉和马铃薯淀粉中的至少一种。
以上制备方法中所述的小分子增塑剂为相对分子量为1000～4000g/mol的聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物、柠檬酸三乙酯和乙酰基柠檬酸三正丁酯中的至少一种。
以上制备方法中所述的抗氧化剂为四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、2，2′-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)和4，4’-硫代双-(6-叔丁基-3-甲基苯酚)中的至少一种。
以上制备方法中所述的增容剂为马来酸酐或十二烷基顺酐。
以上制备方法中所述的紫外线吸收剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑中的至少一种。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、由于本发明提供农用地膜中所含的纳米复合改性剂在采用了易与淀粉形成氢键的小分子增塑剂的同时，又添加一定量的经表面处理过的无机纳米助剂，因而当用其改性PVA后，不仅可大大减少小分子增塑剂的用量(只需添加6.5-16.9wt％，比现有技术CN101016397A减少了约2.2-3.7倍)，降低成本，避免薄膜后期的力学性能下降的问题，而且还能得到具备塑料薄膜力学性能和后期使用性能均佳的可控完全生物降解农用地膜。
2、由于本发明提供的农用地膜中添加的经表面处理过的无机纳米助剂具有光催化作用，能够以太阳光的能量作为化学反应能量来源，加之其中添加了大量的淀粉(添加量为48.5-70.5％，比现有技术CN101016397A增加了约1.9-5.9倍)，因而不仅可高填充降低农用地膜的成本，还可与光催化无机纳米助剂一起协同作用，提高降解速率，实现地膜的完全可控光催化-生物降解，且降解产物对环境无污染。同时还解决了淀粉的添加量与最终使用性能、成本以及降解速率之间的矛盾。
3、由于本发明提供的农用地膜中添加有改性无机纳米助剂和小分子增塑剂，因而其不仅可对PVA进行纳米改性，保证其在螺杆挤出机挤出过程中有足够的温度调节区间，使得在该温度区间内PVA既不发生热氧化降解，物料也能够保持所需的流动性和剪切力，达到预期的混匀程度，而且还能使最终得到的淀粉和PVA之间形成的分子级的互穿网络，提高改性制品的力学性能。
4、由于本发明提供的农用地膜中所使用的无机纳米助剂是预先进行特殊有机表面处理及分散工艺的，当其作为改性剂使用时，可改善纳米粒子在高分子树脂中的分散性，提高无机纳米助剂与高分子树脂的相容性和结合力，使其在与高分子树脂、无机相与有机相能够在纳米范围内结合，在两相界面间形成化学键力；同时该纳米助剂的界面效应使它与聚合物之间可产生更多的接触面积，加之应力集中效应，会产生更多的微裂纹和塑性变形，可将更多的冲击能转变为热量吸收，因而可发挥无机纳米助剂的纳米效应和协同效应，吸收更多的冲击能，使制品的力学性能随之提高。
5、由于本发明提供的农用地膜中所使用的混晶型纳米二氧化钛具有优异的紫外线吸收性能，加入地膜中可以使地膜具有优良的阻隔紫外光的性能，因而使地膜覆盖下的农作物可以达到推迟或减轻某些病虫害真菌的繁殖与发生，减少病虫害的来源，抑制病虫害的发生。
6、由于本发明提供的制备农用地膜的方法中采用了小分子增塑剂和纳米助剂复合改性，因而不仅降低了PVA熔融加工温度，使熔融加工成为可能，有利于实现大规模工业化生产，且过程简单，工艺成熟，易于掌握，便于推广。
附图说明
附图为纯PVA膜与本发明提供的可降解农用地膜的紫外-可见光透射光谱图。从图中可见在200～400nm的范围内，纯PVA薄膜对紫外光透过率很高，而添加了无机纳米助剂的可降解农用地膜在紫外光波段的透过率很低，最低达到了30％。
具体实施方式
下面给出实施例以对本发明的上述内容作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段作出的各种替换或变更，均包括在本发明的范围内。
另外，值得说明的是，以下各实施例所用物料的份数均为重量份。
实施例1
先将粒径为20～30nm的混晶型纳米二氧化钛(德国Evonik Degussa公司生产的P25，比表面积50±15m2/g，其中锐钛矿型纳米二氧化钛含量为80％)50份投入到超高速混合机中，在4000转/分钟下搅拌20分钟，其间将1份γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷与无水乙醇80份的混合液分2次加入，加完后，继续超高速搅拌混合1.5小时，然后抽滤，粉体于120℃烘干，再放入球磨机中球磨粉碎至少1小时。
将得到的表面改性后的纳米助剂0.2份与相对分子量为1000g/mol的聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物5份、乙酰基柠檬酸三正丁酯10份和柠檬酸三乙酯5份通过胶体磨分散2小时，然后与玉米淀粉75份、1799的聚乙烯醇15份、四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯抗氧化剂0.5份投入高速混合机中，在温度80℃，转速100转/分钟下搅拌20min，出料，再将其加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒即可。螺杆转速200转/分钟，螺杆挤出机各区温度设定为：喂料段115℃，压缩段170℃，计量段190℃，机头段190℃。
将以上步骤所得复合改性剂、1799的聚乙烯醇22份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮1份和马来酸酐1份加入行星式搅拌机中，在常温下，以70转/分钟搅拌混合均匀，然后放入单螺杆挤出吹膜机中于175℃下进行热熔吹塑成膜，最后切割、分卷并进行包装。所制得的地膜的降解性能和物理机械性能分别见表1和表2。
实施例2
先将粒径为20～30nm的混晶型纳米二氧化钛(德国Evonik Degussa公司生产的P25，比表面积50±15m2/g，锐钛矿型纳米二氧化钛含量为80％)30份投入到超高速混合机中，在3000转/分钟下搅拌30分钟，其间将0.5份γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷与无水乙醇50份的混合液分3次加入，加完后，继续超高速搅拌混合2小时，然后抽滤，粉体于110℃烘干，再放入球磨机中球磨粉碎至少1小时。
将得到的表面改性后的纳米助剂1份与相对分子量为1500g/mol的聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物5份和柠檬酸三乙酯15份通过胶体磨分散1小时，然后与大米淀粉40份、绿豆淀粉40份、1799的聚乙烯醇10份、2，2′-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)1份投入高速混合机中，在温度70℃，转速120转/分钟下搅拌20min，出料，再将其加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒即可。螺杆转速180转/分钟，螺杆挤出机各区温度设定为：喂料段115℃，压缩段170℃，计量段180℃，机头段190℃。
将以上步骤所得复合改性剂、1799聚乙烯醇15份、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑1.5份和马来酸酐0.5份加入行星式搅拌机中，在常温下，以50转/分钟搅拌混合均匀，然后放入单螺杆挤出吹膜机中于180℃下进行热熔吹塑成膜，最后切割、分卷并进行包装。所制得的地膜的降解性能和物理机械性能分别见表1和表2。
实施例3
先将粒径为20～30nm的混晶型纳米二氧化钛(德国Evonik Degussa公司生产的P25，比表面积50±15m2/g，锐钛矿型纳米二氧化钛含量为80％)30份投入到超高速混合机中，在5000转/分钟下搅拌10分钟，其间将1.5份γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷与无水乙醇100份的混合液分3次加入，加完后，继续超高速搅拌混合1.5小时，然后抽滤，粉体于110℃烘干，再放入球磨机中球磨粉碎至少1小时。
将得到的表面改性后的纳米助剂1.5份与相对分子量为4000g/mol的聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物5份和乙酰基柠檬酸三正丁酯10份通过胶体磨分散2小时，然后与藕淀粉30份、马铃薯淀粉42份、1799的聚乙烯醇20份、2499的聚乙烯醇5份、四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯1份和4，4’-硫代双-(6-叔丁基-3-甲基苯酚)0.5份两种抗氧化剂投入高速混合机中，在温度60℃，转速150转/分钟下搅拌15min，出料，再将其加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒即可得到复合改性剂母粒。双螺杆挤出机螺杆转速180转/分钟，螺杆挤出机各区温度设定为：喂料段115℃，压缩段170℃，计量段180℃，机头段185℃。
将以上步骤所得复合改性剂、1799聚乙烯醇20份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮0.05份、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑0.15份和十二烷基顺酐1.5份加入行星式搅拌机中，在常温下，以80转/分钟搅拌混合均匀，然后通过单螺杆挤出吹膜机在190℃加工温度下进行热熔吹塑成膜，最后切割、分卷并进行包装。所制得的地膜的降解性能和物理机械性能分别见表1和表2。
实施例4
先将粒径为20～30nm的混晶型纳米二氧化钛(德国Evonik Degussa公司生产的P25，比表面积50±15m2/g，锐钛矿型纳米二氧化钛含量为80％)40份投入到超高速混合机中，在4000转/分钟下搅拌20分钟，其间将1份γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷与无水乙醇80份的混合液分3次加入，加完后，继续超高速搅拌混合2小时，然后抽滤，粉体于100℃烘干，再放入球磨机中球磨粉碎至少1小时。
将得到的表面改性后的纳米助剂2份与乙酰基柠檬酸三正丁酯10份通过胶体磨分散1.5小时，然后与玉米淀粉40份、藕淀粉47份、1799的聚乙烯醇10份、2，2′-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)0.4份和4，4’-硫代双-(6-叔丁基-3-甲基苯酚)0.1份投入高速混合机中，在温度60℃，转速200转/分钟下搅拌10min，出料，再将其加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒即可。螺杆转速100转/分钟，螺杆挤出机各区温度设定为：喂料段115℃，压缩段170℃，计量段175℃，机头段190℃。
将以上步骤所得复合改性剂、1799聚乙烯醇25份、马来酸酐0.5份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮0.2份、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑0.4份加入行星式搅拌机中，在常温下，以100转/分钟搅拌混合均匀，然后通过单螺杆挤出吹膜机在185℃加工温度下进行热熔吹塑成膜，最后切割、分卷并进行包装。所制得的地膜的降解性能和物理机械性能分别见表1和表2。
值得说明的是，以上实施例所得农用地膜的力学性能和透光性能是分别按照GB/T1040.3-2006和GB/T 2410-80进行测试的，结果见表1；所得农用地膜的降解性能是按照GB/T 20197-2006进行测试的，结果见表2。
表1
表2
Claims (6)
1.一种环保型可控降解农用地膜，该农用地膜按重量份计是由以下的原料经熔融共混挤出吹膜而成：
其中改性无机纳米助剂是由混晶型纳米二氧化钛经γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷表面亲油改性处理而成，其粒径为20~30nm，混晶型纳米二氧化钛中的锐钛矿型纳米二氧化钛至少为75%，小分子增塑剂为相对分子量为1000~4000 g/mol的聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物、柠檬酸三乙酯和乙酰基柠檬酸三正丁酯中的至少一种，该薄膜厚0.012-0.018mm，其力学性能和透光性能分别按照GB/T 1040.3-2006和GB/T 2410-80测试的横向拉伸强度为14.1-15.8MPa，纵向拉伸强度为15.9-17.9MPa，透光率为75.5-83.1%，且其降解性能按照GB/T 20197-2006测试的土埋30天失重为7.52-11.67%，土埋120天失重为25.04-38.69%。
2.根据权利要求1所述的环保型可控降解农用地膜，该农用地膜中所述的淀粉为大米淀粉、玉米淀粉、绿豆淀粉、藕淀粉和马铃薯淀粉中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的环保型可控降解农用地膜，该农用地膜中所述的增容剂为马来酸酐或十二烷基顺酐。
4.一种权利要求1所述的环保型可控降解农用地膜的制备方法，该制备方法的工艺步骤和条件如下：
（1）先将无机纳米助剂30~50份投入超高速混合机中，在3000~5000转/分钟下搅拌10~30分钟，其间将γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷0.5~1.5份与无水乙醇50~100份的混合液分2-3次加入，加完后，继续超高速搅拌混合1.5~2小时，然后抽滤，粉体于100~120℃烘干，再放入球磨机中球磨粉碎至少1小时；
（2）将得到的表面改性无机纳米助剂0.2~2份与小分子增塑剂10~20份通过胶体磨分散至少1小时；
（3）将得到的表面改性无机纳米助剂与小分子增塑剂的混合物、淀粉72~87份、聚乙烯醇10~25份和抗氧化剂0.5~1.5份投入高速混合机中，在温度60~80℃，转速100~200转/分钟下搅拌10～20min，出料；
（4）将所得预混料加入双螺杆挤出机中，在螺杆转速100~200rpm，温度175~190℃下熔融挤出造粒即得纳米复合改性剂；
（5）将所得纳米复合改性剂、聚乙烯醇15~25份、增容剂0.5~1.5份和紫外线吸收剂0.2~1.5份在常温下，以转速50-100转/分钟搅拌混合均匀，然后通过单螺杆挤出吹膜机在175~190℃加工温度下进行热熔挤出吹塑成筒状地膜，最后切割、分卷并进行包装，
所加各物料的份数均为重量份，且其中的无机纳米助剂为混晶型纳米二氧化钛，其中的锐钛矿型纳米二氧化钛含量至少为75%，其粒径为20~30nm，所述的小分子增塑剂为相对分子量为1000~4000 g/mol的聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物、柠檬酸三乙酯和乙酰基柠檬酸三正丁酯中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的环保型可控降解农用地膜的制备方法，该制备方法中所述的淀粉为大米淀粉、玉米淀粉、绿豆淀粉、藕淀粉和马铃薯淀粉中的至少一种。
6.根据权利要求4或5所述的环保型可控降解农用地膜的制备方法，该制备方法中所述的增容剂为马来酸酐或十二烷基顺酐。
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