Пропадут. Но естественно таймауты должны быть выбраны верно. Это должно или настраиваться или документировано быть где-то. Типа максимальное время сна для устройства.

Без пропадания может получиться ситуация когда вся таблица полна мертвых устройств и новые подключиться не могут.

Или они определяются стандартом зиг-би а не прихотями конкретного производителя?

В том то и проблема, что не определяются.

Я даже могу представить ситуацию, когда запись в таблице висит даже после таймаута, но с пометкой, что ее можно заново отдать новому устройству.

У всех производителей сделано по разному.